მატერიის ფიზიკური მდგომარეობა: სახელები და მახასიათებლები

შენ მატერიის ფიზიკური მდგომარეობა განისაზღვრება მოლეკულებს შორის მანძილი, მოლეკულური კავშირები და კინეტიკური ენერგია რომ მოძრაობს ნაწილაკების ნიმუში. ისინი არიან:

• მყარი;
• თხევადი;
• გაზური;
• პლაზმა;
• ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი.

შიგნით მყარი სახელმწიფო, ჩვენ კარგად აწყობილი მოლეკულები გვაქვს მცირე მოძრაობით. მოპირდაპირე უკიდურესობაში არიან გაზური მდგომარეობა ეს არის პლაზმა, რომელშიც მოლეკულებს შორის მანძილი და მაღალი კინეტიკური ენერგიაა. მასალები თხევადი მდგომარეობა ისინი შუაზე არიან, არ აქვთ განსაზღვრული ფიზიკური ფორმა, აქვთ მეტი კინეტიკური ენერგია, ვიდრე მყარი მასალა და უფრო მცირე მანძილი აქვთ მოლეკულებს შორის, ვიდრე გაზური მასალები. ო ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი არის შედარებით ახალი აღმოჩენა, რომელიც ტრიალებს იდეაზე, ჰქონდეს ნიმუში, რომელსაც არ აქვს მოძრაობა მოლეკულებს შორის, ანუ კინეტიკური ენერგია.

წაიკითხეთ ასევე: რა უნდა შეისწავლოს Q- დანშენიმიტირებული გენემისთვის?

მყარი მდგომარეობა

მყარი მასალის მოლეკულები უკავშირდება საკმარის ძალას, რის შედეგადაც ხდება განსაზღვრული ფორმატი და მოცულობა. ამ მდგომარეობაში გვაქვს

მცირე კინეტიკური ენერგია ნაწილაკებს შორის და, მართალია, მათ შორის მცირე მოძრაობაა, მაგრამ მისი ვიზუალიზაცია მაკროსკოპულად შეუძლებელია (შეუიარაღებელი თვალით).

მყარი ფორმის შეცვლა შეიძლება, როდესაც მასალა იმუშავებს მექანიკური ძალის (შესვენება, ნაკაწრი, ჩაღრმავება) ან ტემპერატურის ცვლილებისას ზეწოლა. თითოეული ტიპის მასალას აქვს წინააღმდეგობა ამ ზემოქმედებებზე ან გარე ცვლილებებზე, მათი ხასიათის შესაბამისად.

• მაგალითი

მაგალითად, შეგვიძლია აღვნიშნოთ ოქრომყარი მასალა ოთახის ტემპერატურაზე, დნობის 1064,18 ° C ტემპერატურაზე და დუღილის ტემპერატურა 2855,85 ° C.

ოქროს ნუგბარი მადნეულში, მყარი მდგომარეობა.

თხევადი მდგომარეობა

შტატში თხევადი, არ არის განსაზღვრული ფიზიკური ფორმა, მაგრამ არის განსაზღვრული მოცულობა, რაც ხელს გვიშლის მასალის მნიშვნელოვნად შეკუმშვაში. სითხე აქვს ძალა ინტერმოლეკულური სუსტი, რაც საშუალებას გაძლევთ მარტივად მანიპულირება და გამოყოთ ნიმუშის ნაწილები. მოლეკულებს შორის მოზიდვის ძალა ხელს უშლის მათ გაზივით თავისუფლად გადაადგილებას. გარდა ამისა, ზედაპირული დაძაბულობა (მიზიდულობის ძალა თანაბარ მოლეკულებს შორის) არის ის, რაც წვეთების წარმოქმნას შესაძლებელს ხდის.

წაიკითხეთ ასევე: წყლის ზედაპირის დაძაბულობა - წყალბადის ობლიგაციების შედეგად მიღებული ქონება

• მაგალითი

ყველაზე უხვი და ხელმისაწვდომი მაგალითი, რომელიც გვაქვს თხევად მდგომარეობაში მყოფი მასალისა, ტემპერატურისა და წნევის ნორმალურ პირობებში არის წყალიასევე განიხილება უნივერსალური გამხსნელი.

თხევადი წყალი ჩაისხა ჭიქაში, ეკიდება კონტეინერის ფორმას.

გაზური მდგომარეობა

გაზურ მდგომარეობაში მყოფი მასალა მას არ აქვს განსაზღვრული ფორმა და მოცულობა. მას აქვს მაღალი გაფართოების შესაძლებლობა მაღალი კინეტიკური ენერგია. კონტეინერში მოთავსებისას, გაზი განუსაზღვრელი ვადით ვრცელდება და, თუ ამ პირობებში იმყოფება შეზღუდვა, გაზი თბება, მოხდება კინეტიკური ენერგიის ზრდა და წნევის მომატება სისტემის.

ასევე აღსანიშნავია განსხვავება გაზსა და ორთქლს შორის. მიუხედავად იმისა, რომ ერთსა და იმავე ფიზიკურ მდგომარეობაში არიან, მათ განსხვავებული ბუნება აქვთ. ო ორთქლი, მაღალი წნევის ქვეშ მოთავსებისას ან ტემპერატურის შემცირებით, ის თხევად მდგომარეობაში ბრუნდება. შენ გაზები, თავის მხრივ, არის ნივთიერებები, რომლებიც, ნორმალურ პირობებში, უკვე აირისებურ მდგომარეობაშია და თხევადობის მიზნით, აუცილებელია წნევის და ტემპერატურის ერთდროულად ზრდა.

შეიტყვეთ მეტი:განსხვავება გაზსა და ორთქლს შორის

• მაგალითი

აირისებრი ნივთიერების მაგალითი ხშირად გვხვდება წვეულების ბუშტებში გაზი ჰელიუმი, რაც არის გáკეთილშობილი ხარ და მონოატომიური (ერთი ატომის მოლეკულა), რომელიც გვხვდება გაზურ მდგომარეობაში ტემპერატურისა და წნევის ნორმალური პირობებისთვის. სიმკვრივე ჰელიუმი უფრო მცირეა, ვიდრე ატმოსფერული ჰაერი, რაც ბუშტებს აცურავს.

ჰელიუმის გაზს აყენებენ პარტიის ბურთით.

ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ ფიზიკურ მდგომარეობებს

რაც განსაზღვრავს მატერიის ფიზიკურ მდგომარეობას არის მისი მოლეკულების ორგანიზაცია, მათ შორის მანძილი და კინეტიკური ენერგია (მოძრაობის ენერგია). თითოეულ ელემენტს აქვს a დნობის და დუღილის წერტილი ეს განსაზღვრავს კრიტიკულ წერტილს, ანუ სად ტემპერატურა და ელემენტის ზეწოლა ინარჩუნებს ან ცვლის მის ფიზიკურ მდგომარეობას. ეს კრიტიკული წერტილი განსხვავდება მასალის ხასიათიდან გამომდინარე. გარდა ამისა, თითოეული ელემენტისთვის ჩვენ გვაქვს სხვადასხვა მოლეკულური ძალები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ფიზიკურ მდგომარეობაზეც.

ფიზიკური მდგომარეობა იცვლება

ფიზიკური მდგომარეობის შესაძლო ცვლილებები ხდება ტემპერატურისა და წნევის ცვლილებებთან ერთად. ნახეთ, რა არის ისინი:

• შერწყმა: მყარი მდგომარეობიდან თხევად მდგომარეობაში გადასვლა გათბობის გზით.
• აორთქლება: თხევადიდან გაზურ მდგომარეობაში გადასვლა. ეს პროცესი შეიძლება მოხდეს სამი განსხვავებული გზით:

1. დუღილი: თხევადიდან გაზურ მდგომარეობაში გადასვლა ხდება სისტემის თანაბრად გაცხელებით, როგორც ქვაბის შემთხვევაში, სადაც სითბოს გადინებისას წყლის ნაწილი ორთქლდება.

2. გათბობა: თხევადიდან გაზურ მდგომარეობაში გადასვლა ხდება მოულოდნელად, რადგან მასალა განიცდის ტემპერატურის სწრაფ და მნიშვნელოვან ცვლილებას. მაგალითად, როდესაც წყლის წვეთი ცხელ ფირფიტაზე ეცემა.

3. აორთქლება: ცვლილება ხდება თანდათანობით, რადგან აორთქლდება მხოლოდ სითხის საკონტაქტო ზედაპირი დანარჩენ სისტემასთან. მაგალითი: ტანსაცმლის გაშრობა ტანსაცმლის ხაზზე.

• კონდენსაცია ან გათხევადება: გაზიანი მდგომარეობიდან თხევად მდგომარეობაში გადასვლა გაგრილების საშუალებით.
• გამყარება: ხდება მაშინ, როდესაც ტემპერატურა კიდევ უფრო შემცირდება, შედეგად ხდება გაყინვა, ანუ თხევადიდან მყარ მდგომარეობაში გადასვლა.
• სუბლიმაცია: არის მყარიდან გაზურ მდგომარეობაში გადასვლა თხევადი მდგომარეობის გავლის გარეშე. ეს პროცესი ხდება მაშინ, როდესაც ნივთიერებას აქვს მაღალი დნობის წერტილი და მაღალი ორთქლის წნევა. მაგალითი: მშრალი ყინული და მთქნარები.

შენიშვნა: ინვერსიული პროცესისთვის გამოიყენება იგივე ტერმინი ან ხელახალი გამონათქვამი (გაზურიდან მყარ მდგომარეობაში გადასვლა).

ფიზიკური მდგომარეობა იცვლება

სხვა ფიზიკური მდგომარეობები

1932 წელს ირვინგ ლანგმუარი, ნობელის პრემია ქიმიის, დაამატა ტერმინი პლაზმა იმ საკითხის მდგომარეობამდე, რომელიც 1879 წლიდან იყო შესწავლილი. ეს არის ფიზიკური მდგომარეობა, რომელშიც ნაწილაკები ძლიერ ენერგიულნი არიან, აქვთ მანძილი მათ შორის და მცირე ან საერთოდ არ აქვთ კავშირი მოლეკულებს შორის. ეს თვისებები საკმაოდ ჰგავს გაზურ მდგომარეობას, გარდა იმისა, რომ პლაზმის კინეტიკური ენერგია გაზის გაცილებით მეტია.

მატერიის ამგვარი მდგომარეობა ხმელეთის ხასიათში არ არის გავრცელებული, თუმცა ეს სამყაროში უხვადაა, რადგან ვარსკვლავები ძირითადად პლაზმის ბურთულებია მაღალ ტემპერატურაზე. ხელოვნურად მას უკვე შეუძლია მანიპულირება და ღირებულების დამატება პლაზმა, რომელიც კომერციულად გამოიყენება პლაზმურ ტელევიზორებში, ფლუორესცენტურ ნათურებში, LED დირიჟორებში და ა.შ.

1995 წელს, ჩბოზე-აინშტაინის ტალღაიგი დაარსდა, როგორც მატერიის ფიზიკური მდგომარეობა. ერიკ კორნელმა და კარლ ვეიმანმა მაგნიტებისა და ლაზერების გამოყენებით, გააცივეს ნიმუში რუბიდიუმი, ტუტე ლითონი, სანამ ენერგია ნაწილაკებს შორის ნულს მიუახლოვდა. ექსპერიმენტულად, შეინიშნებოდა, რომ ნაწილაკები გაერთიანდნენ, შეწყვიტეს რამდენიმე ატომი და დაიწყეს ერთიანად ქცევა, "სუპერატომი".

ბოსე-აინშტაინის კონდენსატს აქვს ზედმეტი სითხის მახასიათებლები (სითხე სიბლანტის და მაღალი ელექტროგამტარობის გარეშე) და გამოიყენეს კვანტურ კვლევებში შავი ხვრელების და ტალღოვან ნაწილაკთა პარადოქსის შესასწავლად.

წაიკითხეთ ასევე: განსხვავება ფლუორესცენტურ და ინკანდესენტურ ნათურებს შორის

ამოხსნილი სავარჯიშოები

კითხვა 1- (ფზემოთ)Უყურებს:

მე - კარადაში დარჩენილი სათბურის ქვა.

II - საყინულეში დარჩენილი წყლის კონტეინერი.

III- ცეცხლში დარჩენილი წყლის თასი.

IV - ტყვიის ნაწილის დნობა გაცხელების დროს.

ეს ფაქტები სწორად უკავშირდება შემდეგ მოვლენებს:

იქ სუბლიმაცია; II გამყარება; III აორთქლება; IV შერწყმა

ბ) მე სუბლიმაცია; II სუბლიმაცია; III აორთქლება; IV გამყარება.

გ) მე შერწყმა; II სუბლიმაცია; III აორთქლება; IV გამყარება.

დ) მე აორთქლება; II გამყარება; III შერწყმა; IV სუბლიმაცია.

HEY აორთქლება; II სუბლიმაცია; III შერწყმა; IV გამყარება.

რეზოლუცია

ალტერნატივა ა.

I - სუბლიმაცია: Mothballs არის არაპოლარული ნაერთი, რომელსაც აქვს ძალიან მაღალი დუღილის წერტილი. ეს ნაერთი მყარიდან გაზურში გადადის თხევადი მდგომარეობის გავლის გარეშე.

II - გამყარება: საყინულეში დაბალი ტემპერატურის მქონე წყალი იყინება, რომელსაც ქიმიურად ვუწოდებთ გამკვრივებას, რაც არის თხევადი მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში გადასვლა.

III - აორთქლება: ცეცხლოვან ჭურჭელში დარჩენილი წყალი განიცდის ტემპერატურის ზრდას. წყლის დუღილის წერტილი არის 100 ° C, ასე რომ, როდესაც სისტემა ამ ტემპერატურას მიაღწევს, ის დაიწყებს ორთქლს, თხევადიდან მყარ მდგომარეობაში გადადის.

IV - დნობა: ტყვიას აქვს დნობის წერტილი 327,5 ° C, რაც შედარებით მაღალი ტემპერატურაა; ამასთან, ტყვიის დნობა მრეწველობაში ჩვეულებრივი პროცესია, რაც სხვა არაფერია, თუ არა მყარიდან თხევად მდგომარეობაში გადასვლა.

კითხვა 2 - (მაკენზი-სპ)

ცხრილში მოცემული მონაცემების ანალიზით, რომელიც იზომება 1 ატმოსფეროზე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ 40 ° C და 1 ატმოსფეროს ტემპერატურაზე:

ა) ეთერი და ეთანოლი გაზის ფაზაშია.

ბ) ეთერი გაზის ფაზაშია, ხოლო ეთანოლი თხევად ფაზაშია.

გ) ორივე თხევად ფაზაშია.

დ) ეთერი თხევად ფაზაშია, ხოლო ეთანოლი გაზის ფაზაშია.

ე) ორივე მყარ ფაზაშია.

რეზოლუცია

ალტერნატივა B. თუ დუღილის წერტილი არის წერტილი, რომელზეც ნივთიერება გადაიქცევა გაზურ მდგომარეობაში, ეთანოლი 40 ° C ტემპერატურაზე კვლავ თხევად მდგომარეობაში იქნება. ეთერს აქვს დაბალი დუღილის წერტილი, რომელიც არის 34 ° C, ამიტომ 40 ° C ტემპერატურაზე იგი აირულ მდგომარეობაში იქნება.

Კითხვა3 - (უნიქამი)აისბერგები მცურავენ ზღვის წყალში, ისევე როგორც ყინული ჭიქა სასმელ წყალში. წარმოიდგინეთ ერთი ჭიქა წყლისა და ყინულის საწყისი მდგომარეობა, თერმული წონასწორობა 0 ° C ტემპერატურაზე. დროთა განმავლობაში ყინული დნება. სანამ ყინულია, სისტემის ტემპერატურაა

ა) მუდმივი რჩება, მაგრამ სისტემის მოცულობა იზრდება.
ბ) მუდმივი რჩება, მაგრამ სისტემის მოცულობა მცირდება.
გ) იკლებს და იზრდება სისტემის მოცულობა.
დ) მცირდება, ისევე როგორც სისტემის მოცულობა.

რეზოლუცია

ალტერნატივა B. ტემპერატურა მუდმივი რჩება, სანამ აისბერგი მთლიანად არ გადნება, რადგან მატერიის ორ ფაზას შორის ხდება სითბოს გაცვლა თერმული წონასწორობის ძიებაში. წყალი ერთ-ერთია იმ რამდენიმე ელემენტიდან, რომლებიც ერთნაირი შემადგენლობის სხვადასხვა ფიზიკური მდგომარეობისთვის განსხვავებულ სიმკვრივეს აღიარებს.

ვიზუალურად ვხედავთ, რომ ყინულის სიმკვრივე უფრო დაბალია. აისბერგის შემთხვევაში და ჭიქა წყალი და ყინული, ყინული რჩება ზედაპირზე. ეს ხდება იმიტომ, რომ, როდესაც წყალი გაყინულია, ყინულის წარმოქმნის პროცესში, იგი იძენს მოცულობას, მაგრამ მასა იგივე რჩება, როგორც ეს იყო წყალი თხევად მდგომარეობაში. ამიტომ, როდესაც აისბერგი დნება, სისტემის მოცულობა იკლებს.

ლაიზა ბერნარდეს მარკეს დე არაოჟოს მიერ
ქიმიის მასწავლებელი

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estados-fisicos-materia.htm