君は 物質の物理的状態 分子間の距離、分子接続、および 運動エネルギー サンプル内の粒子を移動します。 彼らは:
- 固体;
- 液体;
- ガス状;
- プラズマ;
- ボーズ・アインシュタイン凝縮。
に 固体の状態、動きの少ない、よく組み立てられた分子があります。 反対の極端なのは 気体状態 それは プラズマ、分子間の間隔と高い運動エネルギーがあります。 の材料 液体状態 それらは中央にあり、定義された物理的形態を持たず、固体材料よりも運動エネルギーが大きく、気体材料よりも分子間の間隔が小さい。 O ボーズ・アインシュタイン凝縮 は、分子間の動きがない、つまり運動エネルギーがないサンプルを持つというアイデアを中心に展開する比較的新しい発見です。
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固体の状態
固体材料の分子は、結果として生じる十分な力で接続します 定義されたフォーマットとボリューム. この状態で私達は持っています 少しの運動エネルギー 粒子間と、粒子間には小さな動きがありますが、肉眼で(肉眼で)それを視覚化することはできません。
固体の形状は、材料が機械的な力(破損、引っかき傷、へこみ)の作用下にあるとき、または温度が変化したときに変化する可能性があります。 圧力. それぞれの種類の材料には抵抗があります それらの性質に応じて、これらの影響または外部の変化に。
例
例として、 ゴールド、融点が1064.18°C、沸点が2855.85°Cの室温の固体材料。
液体状態
状態にあります 液体, 定義された物理的形態はありません, しかし、定義されたボリュームがあります、これにより、マテリアルを大幅に圧縮できなくなります。 液体は持っています 力 インテル分子 弱い。これにより、サンプルの一部を簡単に操作および分離できます。 分子間の引力により、分子がガスのように自由に動くことができなくなります。 さらに、表面張力(等しい分子間の引力)が液滴の形成を可能にします。
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- 例
通常の温度と圧力の条件下で液体状態の材料について私たちが持っている最も豊富でアクセス可能な例は、 水、また、普遍的な溶媒と見なされます。
気体状態
気体状態の材料 形状や体積は定義されていません. により高い拡張能力を持っています 高い運動エネルギー. 容器に入れると、ガスは無期限に広がり、これらの条件下では 閉じ込め、ガスが加熱され、運動エネルギーが増加し、圧力が増加します システムの。
ガスと蒸気の違いにも注目する価値があります。 同じ物理的状態にあるにもかかわらず、それらは異なる性質を持っています。 O 蒸気、 高圧下に置くか、温度を下げると、液体状態に戻ります。 君は ガスは、通常の状態ではすでに気体状態にある物質であり、液化するためには、圧力と温度を同時に上昇させる必要があります。
詳細:ガスと蒸気の違い
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例
ガス状物質の例は、一般的にパーティー用気球の中にあります。 ガス ヘリウム、 これは gáあなたは高貴です 単原子(1原子分子)で、通常の温度と圧力の条件では気体状態で見られます。 THE 密度 ヘリウムの量は大気のそれよりも小さいため、気球は浮きます。
物理的状態を決定する要因
物質の物理的状態を決定するのは その分子の組織化、それらの間の間隔、および運動エネルギー (運動エネルギー)。 各要素には 融点と沸点 臨界点を定義する、つまり、 温度 要素がその物理的状態を維持または変更する圧力。 この重要なポイントは、材料の性質によって異なります。 さらに、元素ごとに異なる分子間力があり、これも物理的状態に影響を与えます。
物理的状態の変化
物理的状態の可能な変化は、温度と圧力の変化に伴って発生します。 それらが何であるかを見てください:
- 融合:加熱により固体状態から液体状態に移行します。
- 気化:液体から気体状態への遷移。 このプロセスは、次の3つの方法で発生する可能性があります。
沸騰:液体から気体への変化は、システムを均一に加熱することによって発生します。ケトルの場合のように、加熱すると水の一部が蒸発します。
暖房:液体から気体への変化は、材料の温度が急速かつ大幅に変化するときに突然発生します。 例として、水滴がホットプレートに落ちる場合があります。
蒸発:液体とシステムの他の部分との接触面のみが蒸発するため、変化は徐々に起こります。 例:物干し用ロープで衣類を乾燥させます。
- 凝縮または液化: 冷却による気体状態から液体状態への通過。
- 凝固:温度がさらに低下すると、凍結、つまり液体から固体への移行が発生します。
- 昇華:液体状態を経ることなく、固体から気体状態への遷移です。 このプロセスは、物質の融点と蒸気圧が高い場合に発生します。 例:ドライアイスとモスボール。
注:逆プロセス(気体から固体への移行)には、同じ用語または再昇華が使用されます。
他の物理的状態
1932年、アーヴィング・ラングミュア、 ノーベル賞 化学の、用語を追加しました プラズマ 1879年以来研究されてきた物質の状態に。 これは、粒子が高度にエネルギーを与えられ、粒子間に距離があり、分子間の接続がほとんどまたはまったくない物理的状態です。 これらの特性は、プラズマの運動エネルギーがガスの運動エネルギーよりもはるかに大きいことを除いて、気体状態の特性と非常に似ています。
この種の問題の状態 陸生では一般的ではありませんしかし、星は基本的に高温のプラズマの球であるため、宇宙には豊富にあります。 人工的にそれはすでに操作して価値を追加することができます プラズマ、プラズマテレビ、蛍光灯、LED導体などでさえ商業的に使用されています。
1995年に、 çボーズ・アインシュタイン波それは物質の物理的状態として確立されました。 エリック・コーネルとカール・ウェイマンは、磁石とレーザーを使用して、 ルビジウム、アルカリ金属、粒子間のエネルギーがゼロに近づくまで。 実験的に、粒子が結合し、いくつかの原子ではなくなり、結合して動作し始めることがわかりました。 「超原子」.
ボーズ・アインシュタイン凝縮は 超流動の特徴 (粘性のない流体と高い電気伝導率)そしてブラックホールと波動粒子のパラドックスを調査するための量子研究で使用されてきました。
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解決された演習
質問1- (F上記)見る:
I –クローゼットの中に残ったモスボールの石。
II –冷凍庫に残っている水の容器。
III-火の中に残った一杯の水。
IV –加熱すると鉛片が溶ける。
これらの事実は、次の現象に正しく関連しています。
そこ。 昇華; II。 凝固; III。 蒸発; IV。 融合。
B)私。 昇華; II。 昇華; III。 蒸発; IV。 凝固。
C)私。 融合; II。 昇華; III。 蒸発; IV。 凝固。
D)私。 蒸発; II。 凝固; III。 融合; IV。 昇華。
やあ。 蒸発; II。 昇華; III。 融合; IV。 凝固。
解決
代替案A。
I –昇華:モスボールは、沸点が非常に高い非極性化合物です。 この化合物は、液体状態を経ることなく、固体状態から気体状態になります。
II –凝固:低い凍結温度にさらされた水は凍結します。これは化学的に凝固と呼ばれ、液体状態から固体状態への移行です。
III –蒸発:火事で容器に残った水は温度が上昇します。 水の沸点は100°Cであるため、システムがこの温度に達すると、蒸発を開始し、液体から固体に変化します。
IV –溶融:鉛の融点は327.5°Cで、比較的高温です。 ただし、鉛の溶解は業界で一般的なプロセスであり、固体から液体状態への移行にすぎません。
質問2-(マッケンジー-SP)
1 atmで測定された表のデータを分析することにより、40°Cおよび1atmの温度で次のように言うことができます。
A)エーテルとエタノールは気相です。
B)エーテルは気相にあり、エタノールは液相にあります。
C)両方とも液相にある。
D)エーテルは液相にあり、エタノールは気相にあります。
E)両方とも固相にある。
解決
代替案B。 沸点が物質が気体状態に変化する点である場合、40°Cのエタノールはまだ液体状態のままです。 エーテルの沸点は34°Cと低いため、40°Cでは気体状態になります。
質問3 –(ユニキャンプ)氷山は、一杯の飲料水の氷のように、海水に浮かんでいます。 0°Cの温度で熱平衡にある水と氷のガラスの初期状態を想像してみてください。 時間が経つにつれて、氷は溶けます。 氷がある限り、システム温度
A)一定のままですが、システムボリュームは増加します。
B)一定のままですが、システムボリュームは減少します。
C)減少し、システムボリュームが増加します。
D)システムボリュームと同様に減少します。
解決
代替案B。 物質の2つの相の間の熱平衡を求めて熱交換が行われるため、氷山が完全に溶けるまで温度は一定に保たれます。 水は、同じ化合物のさまざまな物理的状態に対してさまざまな密度を認める数少ない元素の1つです。
視覚的には、氷の密度が低いことがわかります。 氷山の場合、そしてコップ一杯の水と氷の中で、氷は表面にとどまります。 これは、水が凍結すると、氷の形成過程で体積が増加しますが、質量は液体状態の水と同じままであるために発生します。 したがって、氷山が溶けると、システムの体積が減少します。
LaysaBernardesMarquesdeAraújo著
化学の先生