Matērijas fizikālie stāvokļi: nosaukumi un raksturojums

Jūs matērijas fiziskie stāvokļi nosaka pēc attāluma starp molekulām, molekulārajiem savienojumiem un kinētiskā enerģija kas pārvieto daļiņas paraugā. Vai viņi:

• ciets;
• šķidrums;
• gāzveida;
• plazma;
• Bose-Einšteina kondensāts.

In cietvielu, mums ir labi samontētas molekulas ar nelielu kustību. Pretējā galējībā ir gāzveida stāvoklis tas ir plazma, kurā molekulām ir atstarpe starp tām un augstu kinētisko enerģiju. Materiāli šķidrā stāvoklī tie atrodas vidū, tiem nav noteiktas fiziskās formas, tiem ir lielāka kinētiskā enerģija nekā cietam materiālam un mazāka atstarpe starp molekulām nekā gāzveida materiāliem. O Bose-Einšteina kondensāts ir samērā jauns atklājums, kas griežas ap ideju par paraugu bez kustības starp molekulām, tas ir, bez kinētiskās enerģijas.

Lasiet arī: Ko mācīties no Quimic Gpriekš Enem?

Ciets stāvoklis

Cietvielu materiāla molekulas savienojas ar pietiekamu spēku, kā rezultātā noteikts formāts un apjoms. Šajā stāvoklī mums ir maz kinētiskās enerģijas starp daļiņām un, kaut arī starp tām ir neliela kustība, makroskopiski (ar neapbruņotu aci) to vizualizēt nav iespējams.

Cietās vielas formu var mainīt, ja materiāls ir mehāniska spēka iedarbībā (pārrāvums, skrāpējums, iespiedums) vai ja mainās temperatūra un spiediens. Katram materiāla veidam ir pretestība vai ārējām izmaiņām atbilstoši to būtībai.

• Piemērs

Kā piemēru mēs varam minēt zeltsciets materiāls istabas temperatūrā ar kušanas temperatūru 1064,18 ° C un viršanas temperatūru 2855,85 ° C.

Zelta tīrradnis rūdā, cietā stāvoklī.

šķidrā stāvoklī

štatā šķidrums, nav noteikta fiziskā forma, bet ir noteikts tilpums, kas neļauj mums ievērojami saspiest materiālu. Šķidrumiem ir spēks intermolekulāra vāja, kas ļauj viegli manipulēt un atdalīt parauga daļas. Starp molekulām piesaistes spēks neļauj tām brīvi pārvietoties kā gāzei. Turklāt virsmas spraigums (pievilkšanās spēks starp vienādām molekulām) padara iespējamu pilienu veidošanos.

Lasiet arī: Ūdens virsmas spraigums - īpašība, ko rada ūdeņraža saites

• Piemērs

Visplašākais un pieejamākais materiāls šķidrā stāvoklī normālos temperatūras un spiediena apstākļos ir Ūdens, kas arī tiek uzskatīts par universālu šķīdinātāju.

Šķidru ūdeni ielej glāzē, ievērojot trauka formu.

gāzveida stāvoklis

Materiāls gāzveida stāvoklī tai nav noteiktas formas vai apjoma. Tam ir liela izplešanās spēja augsta kinētiskā enerģija. Ievietojot tvertnē, gāze izplatās uz nenoteiktu laiku un, ja šādos apstākļos: izolācija, gāze tiek uzkarsēta, palielināsies kinētiskā enerģija un palielināsies spiediens sistēmas.

Ir arī vērts atzīmēt atšķirību starp gāzi un tvaiku. Neskatoties uz to, ka viņi atrodas vienā fiziskajā stāvoklī, viņiem ir atšķirīgs raksturs. O tvaiks, ievietojot zem augsta spiediena vai pazeminot temperatūru, tas atgriežas šķidrā stāvoklī. Jūs gāzessavukārt ir vielas, kas normālos apstākļos jau ir gāzveida stāvoklī, un, lai sašķidrinātu, vienlaikus ir nepieciešams paaugstināt spiedienu un temperatūru.

Uzziniet vairāk:Atšķirība starp gāzi un tvaiku

Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vairāk;)

• Piemērs

Gāzveida vielas piemērs parasti atrodams ballīšu iekšpusē gāze hēlijs, kas ir a gátu esi cēls un monoatomu (viena atoma molekula), kas atrodama gāzveida stāvoklī normālos temperatūras un spiediena apstākļos. blīvums hēlijs ir mazāks nekā atmosfēras gaisa, kas balonus peld.

Hēlija gāze tiek ievietota ballītes balonā.

Faktori, kas nosaka fiziskos stāvokļus

Tas, kas nosaka matērijas fizisko stāvokli, ir molekulu organizācija, atstarpe starp tām un kinētiskā enerģija (kustības enerģija). Katram elementam ir a kušanas un viršanas temperatūra kas nosaka kritisko punktu, tas ir, kur temperatūra un spiediens elements saglabā vai maina savu fizisko stāvokli. Šis kritiskais punkts mainās atkarībā no materiāla veida. Turklāt katram elementam mums ir atšķirīgi starpmolekulārie spēki, kas ietekmē arī fizisko stāvokli.

Fiziskā stāvokļa izmaiņas

Iespējamās fiziskā stāvokļa izmaiņas notiek ar temperatūras un spiediena izmaiņām. Skatiet, kas tie ir:

• Kodolsintēze: pāreja no cietā stāvokļa uz šķidro stāvokli, sildot.
• Iztvaicēšana: pāreja no šķidruma uz gāzveida stāvokli. Šis process var notikt trīs dažādos veidos:

1. Vārīšanās: Pāreja no šķidruma uz gāzveida notiek vienmērīgi sildot sistēmu, piemēram, tējkannas gadījumā, kad daļa ūdens iztvaicējas, kad jūs uzkarsējat.

2. Apkure: Pāreja no šķidruma uz gāzveida stāvokli notiek pēkšņi, jo materiālā notiek straujas un būtiskas temperatūras izmaiņas. Piemērs ir gadījums, kad ūdens piliens nokrīt uz sildvirsmas.

3. Iztvaicēšana: Izmaiņas notiek pakāpeniski, jo iztvaiko tikai šķidruma kontakta virsma ar pārējo sistēmu. Piemērs: drēbju žāvēšana uz veļas auklas.

• Kondensācija vai sašķidrināšana: pāreja no gāzveida stāvokļa uz šķidru stāvokli, izmantojot dzesēšanu.
• Sacietēšana: rodas, kad temperatūra tiek vēl vairāk pazemināta, kā rezultātā sasalst, tas ir, pāreja no šķidruma uz cietu stāvokli.
• Sublimācija: ir pāreja no cietā stāvokļa uz gāzveida stāvokli, nenotiekot šķidrā stāvoklī. Šis process notiek, kad vielai ir augsta kušanas temperatūra un augsts tvaika spiediens. Piemērs: sausais ledus un naftalīna bumbiņas.

Piezīme: To pašu terminu vai resublimāciju lieto apgrieztajam procesam (pāreja no gāzveida uz cieto stāvokli).

Fiziskā stāvokļa izmaiņas

citi fiziskie stāvokļi

1932. gadā Ērvings Langmuirs, Nobela prēmija ķīmijas fakultāte, pievienoja terminu plazma vielas stāvoklim, kas tika pētīts kopš 1879. gada. Tas ir fizisks stāvoklis, kurā daļiņām ir liela enerģija, starp tām ir attālums un starp molekulām ir maz vai vispār nav sakaru. Šīs īpašības ir diezgan līdzīgas gāzveida stāvoklim, izņemot to, ka plazmas kinētiskā enerģija ir daudz lielāka nekā gāzei.

Šāda veida matērija nav izplatīta sauszemes dabā, tomēr Visumā to ir daudz, jo zvaigznes būtībā ir plazmas bumbiņas augstā temperatūrā. Mākslīgi tas jau spēj manipulēt ar programmu un pievienot tai vērtību plazma, ko cita starpā pat komerciāli izmanto plazmas televizoros, dienasgaismas spuldzēs, LED vadītājos.

1995. gadā çBose-Einšteina vilnistas tika izveidots kā matērijas fiziskais stāvoklis. Ēriks Kornels un Karls Veimans, izmantojot magnētus un lāzerus, atdzesēja rubidijs, sārmu metālu, līdz enerģija starp daļiņām bija tuvu nullei. Eksperimentāli tika pamanīts, ka daļiņas apvienojās, pārstājot būt vairāki atomi un sāka uzvesties vienoti kā "superatoms".

Bose-Einšteina kondensātam ir šķidruma īpašības (šķidrums bez viskozitātes un augstas elektrovadītspējas) un ir izmantots kvantu pētījumos, lai izpētītu melnos caurumus un viļņu daļiņu paradoksu.

Lasiet arī: Atšķirība starp fluorescējošām un kvēlspuldzēm

atrisināti vingrinājumi

jautājums 1- (Fvirs)Skatīties:

I - skapī atstāts naftalīna akmens.

II - saldētavā atstāts ūdens trauks.

III- Ugunī atstāta bļoda ar ūdeni.

IV - svina gabala kušana sildot.

Šie fakti ir pareizi saistīti ar šādām parādībām:

TUR. Sublimācija; II. Sacietēšana; III. Iztvaikošana; IV. Kodolsintēze.

B) I. Sublimācija; II. Sublimācija; III. Iztvaikošana; IV. Sacietēšana.

C) I. Kodolsintēze; II. Sublimācija; III. Iztvaikošana; IV. Sacietēšana.

D) I. Iztvaikošana; II. Sacietēšana; III. Kodolsintēze; IV. Sublimācija.

Hei. Iztvaikošana; II. Sublimācija; III. Kodolsintēze; IV. Sacietēšana.

Izšķirtspēja

A alternatīva

I - Sublimācija: Naftalīns ir nepolārs savienojums ar ļoti augstu viršanas temperatūru. Šis savienojums pāriet no cietas līdz gāzveida, nenokļūstot šķidrā stāvoklī.

II - sacietēšana: Ūdens, kas pakļauts zemai saldētavas temperatūrai, sasalst, ko ķīmiski saucam par sacietēšanu, kas ir pāreja no šķidrā stāvokļa uz cieto stāvokli.

III - Iztvaikošana: Tvertnē, kas paliek ugunī, paaugstinās temperatūra. Ūdens viršanas temperatūra ir 100 ° C, tāpēc, kad sistēma sasniedz šo temperatūru, tā sāks iztvaikot, pārejot no šķidruma uz cietu stāvokli.

IV - kušana: svina kušanas temperatūra ir 327,5 ° C, kas ir salīdzinoši augsta temperatūra; tomēr svina kausēšana nozarēs ir izplatīts process, kas ir nekas cits kā pāreja no cietas uz šķidru stāvokli.

2. jautājums - (Makenzijs-SP)

Analizējot tabulas datus, kas izmērīti pie 1 atm, mēs varam teikt, ka 40 ° C un 1 atm temperatūrā:

A) ēteris un etanols ir gāzes fāzē.

B) ēteris atrodas gāzes fāzē, un etanols ir šķidrā fāzē.

C) abi atrodas šķidrā fāzē.

D) ēteris atrodas šķidrā fāzē, un etanols ir gāzes fāzē.

E) abi ir cietā fāzē.

Izšķirtspēja

B alternatīva Ja viršanas temperatūra ir temperatūra, kurā viela pāriet gāzveida stāvoklī, etanols 40 ° C temperatūrā joprojām būs šķidrā stāvoklī. Ēterim ir zemāka viršanas temperatūra, kas ir 34 ° C, tāpēc 40 ° C temperatūrā tā būs gāzveida stāvoklī.

Jautājums3 - (Unicamp)Aisbergi peld jūras ūdenī, tāpat kā ledus dzeramā ūdens glāzē. Iedomājieties sākotnējo glāzes ūdens un ledus sākotnējo situāciju siltuma līdzsvarā 0 ° C temperatūrā. Laika gaitā ledus kūst. Kamēr ir ledus, sistēmas temperatūra

A) paliek nemainīgs, bet sistēmas apjoms palielinās.
B) paliek nemainīgs, bet sistēmas tilpums samazinās.
C) samazinās un sistēmas apjoms palielinās.
D) samazinās, tāpat kā sistēmas apjoms.

Izšķirtspēja

B alternatīva Temperatūra paliek nemainīga, līdz aisbergs pilnībā izkūst, jo notiek siltuma apmaiņa, meklējot siltuma līdzsvaru starp abām vielas fāzēm. Ūdens ir viens no nedaudzajiem elementiem, kas pieļauj dažādu blīvumu tā paša savienojuma dažādiem fizikālajiem stāvokļiem.

Vizuāli mēs varam redzēt, ka ledus blīvums ir mazāks. Aisberga gadījumā un glāzē ūdens un ledus ledus paliek uz virsmas. Tas notiek tāpēc, ka, sasalstot ūdenim, ledus veidošanās procesā tas iegūst apjomu, bet masa paliek tāda pati kā tad, kad tas bija ūdens šķidrā stāvoklī. Tāpēc, kad aisbergs izkūst, sistēmas tilpums samazinās.

Autors Laysa Bernardes Marques de Araújo
Ķīmijas skolotājs