Fysiske tilstander av materie: navn og egenskaper

Du fysiske tilstander av materie bestemmes av avstanden mellom molekyler, molekylære forbindelser og kinetisk energi som beveger partikler i en prøve. Er de:

• fast;
• væske;
• gassformig;
• plasma;
• Bose-Einstein kondensat.

I fast tilstand, vi har godt sammensatte molekyler med liten bevegelse. På det motsatte ekstreme er gassform det er plasma, hvor molekylene har et avstand mellom seg og høy kinetisk energi. Materialer i flytende tilstand de er i midten, har ingen definert fysisk form, har mer kinetisk energi enn et fast materiale, og en mindre avstand mellom molekyler enn gassformige materialer. O Bose-Einstein kondensat er en relativt ny oppdagelse som dreier seg om ideen om å ha en prøve uten bevegelse mellom molekyler, det vil si ingen kinetisk energi.

Les også: Hva du skal studere fra Quimic Gfor Enem?

Solid tilstand

Molekylene i et faststoffmateriale forbinder med en tilstrekkelig kraft som resulterer i definert format og volum. I denne tilstanden har vi lite kinetisk energi mellom partiklene, og selv om det er en liten bevegelse mellom dem, er det ikke mulig å visualisere det makroskopisk (med det blotte øye).

Formen på et fast stoff kan endres når materialet påvirkes av en mekanisk kraft (brudd, riper, bulke) eller når det er en endring i temperatur og press. Hver type materiale har motstand til disse påvirkningene eller til eksterne endringer, i henhold til deres natur.

• Eksempel

Som et eksempel kan vi nevne gullfast materiale ved romtemperatur med et smeltepunkt på 1064,18 ° C og et kokepunkt på 2855,85 ° C.

Gullklump i malm, fast tilstand.

flytende tilstand

i tilstanden væske, det er ingen definert fysisk form, men det er definert volum, som hindrer oss i å komprimere materialet betydelig. Væskene har styrke intermolekylær svak, som lar deg enkelt manipulere og skille deler av en prøve. Tiltrekningskraften mellom molekyler hindrer dem i å bevege seg fritt som en gass. Videre er overflatespenningen (tiltrekningskraft mellom like molekyler) det som gjør dannelsen av dråper mulig.

Les også: Vannoverflatespenning - eiendom som skyldes hydrogenbindinger

• Eksempel

Det mest utbredte og tilgjengelige eksemplet på materiale i flytende tilstand under normale temperatur- og trykkforhold er Vann, også betraktet som et universelt løsemiddel.

Flytende vann helles i et glass og holder seg til beholderens form.

gassform

Et materiale i gassform den har ingen definert form eller volum. Den har høy utvidelseskapasitet på grunn av høy kinetisk energi. Når den plasseres i en container, sprer gassen seg på ubestemt tid, og hvis den er under disse forholdene inneslutning, gassen varmes opp, det vil være en økning i kinetisk energi og en økning i trykk av systemet.

Det er også verdt å merke seg forskjellen mellom gass og damp. Til tross for at de er i samme fysiske tilstand, har de forskjellige naturer. O damp, når den plasseres under høyt trykk eller ved å senke temperaturen, går den tilbake til flytende tilstand. Du gasserer i sin tur stoffer som under normale forhold allerede er i gassform, og for å bli flytende er det nødvendig å øke trykket og temperaturen samtidig.

Vite mer:Forskjellen mellom gass og damp

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

• Eksempel

Et eksempel på et gassformig stoff er ofte funnet i festballonger, gass helium, hvilken er en gádu er edel og monoatomisk (ett atommolekyl), blir funnet i gassform under normale forhold for temperatur og trykk. DE tetthet helium er mindre enn atmosfærisk luft, noe som får ballongene til å flyte.

Heliumgass blir satt i festballong.

Faktorer som bestemmer fysiske tilstander

Det som bestemmer materiens fysiske tilstand er organisering av molekylene, avstanden mellom dem og kinetisk energi (bevegelsesenergi). Hvert element har en smeltepunkt og kokepunkt som definerer det kritiske punktet, det vil si hvor temperatur og trykk elementet opprettholder eller endrer sin fysiske tilstand. Dette kritiske punktet varierer avhengig av materialets natur. Videre har vi for hvert element forskjellige intermolekylære krefter, som også påvirker den fysiske tilstanden.

Fysiske tilstandsendringer

Mulige endringer i fysisk tilstand oppstår med endringer i temperatur og trykk. Se hva de er:

• Fusjon: overgang fra fast tilstand til flytende tilstand gjennom oppvarming.
• Fordampning: overgang fra væske til gassform. Denne prosessen kan skje på tre forskjellige måter:

1. Kokende: Forandringen fra væske til gasstilstand skjer ved å varme systemet jevnt, som i tilfelle en vannkoker der noe av vannet fordamper når du varmer opp.

2. Oppvarming: Forandringen fra væske til gassform skjer plutselig ettersom materialet gjennomgår en rask og betydelig temperaturendring. Et eksempel er når en dråpe vann faller på en kokeplate.

3. Fordampning: Endringen skjer gradvis, ettersom bare væskeens kontaktflate med resten av systemet fordamper. Eksempel: tørke klær på klessnoren.

• Kondens eller kondensering: passering fra gassform til flytende tilstand ved hjelp av avkjøling.
• Størking: oppstår når temperaturen reduseres ytterligere, noe som resulterer i frysing, det vil si passering fra væske til fast tilstand.
• Sublimering: er overgangen fra fast til gassform uten å gå gjennom flytende tilstand. Denne prosessen finner sted når stoffet har høyt smeltepunkt og høyt damptrykk. Eksempel: tørris og møllkuler.

Merk: Den samme betegnelsen eller resublimering brukes for den omvendte prosessen (passering fra gass til fast tilstand).

Fysiske tilstandsendringer

andre fysiske tilstander

I 1932 Irving Langmuir, i Nobel pris of Chemistry, la til begrepet plasma til en tilstand av materie som hadde blitt studert siden 1879. Det er en fysisk tilstand der partiklene er sterkt energiserte, har en avstand mellom seg og liten eller ingen forbindelse mellom molekylene. Disse egenskapene ligner ganske gassform, bortsett fra at den kinetiske energien til et plasma er mye større enn en gass.

Denne typen tilstand ikke vanlig i jordisk naturmen det er rikelig i universet, ettersom stjerner i utgangspunktet er plasmakuler ved høye temperaturer. Kunstig er det allerede i stand til å manipulere og tilføre verdi til plasma, som til og med kommersielt brukes i blant annet plasma-TV-er, lysrør, LED-ledere.

I 1995 ble den çBose-Einstein-bølgeden ble etablert som en fysisk tilstand av materie. Eric Cornell og Carl Weiman, ved hjelp av magneter og lasere, avkjølte et utvalg av rubidium, et alkalimetall, til energien mellom partiklene var nær null. Eksperimentelt ble det lagt merke til at partiklene forenet seg, opphørte å være flere atomer og begynte å oppføre seg i enhet, som et "superatom".

Bose-Einstein kondensat har egenskaper ved en superfluid (væske uten viskositet og høy elektrisk ledningsevne) og har blitt brukt i kvantestudier for å undersøke sorte hull og bølgepartikkelparadokset.

Les også: Forskjellen mellom fluorescens og glødelamper

løste øvelser

Spørsmål 1- (Fovenfor)Se:

I - En møllkulestein igjen i skapet.

II - En beholder med vann som er igjen i fryseren.

III- En bolle med vann som er igjen i bålet.

IV - Smelting av et blystykke ved oppvarming.

Disse fakta er riktig knyttet til følgende fenomener:

DER. Sublimering; II. Størking; III. Fordamping; IV. Fusjon.

B) I. Sublimering; II. Sublimering; III. Fordamping; IV. Størking.

C) I. Fusjon; II. Sublimering; III. Fordamping; IV. Størking.

D) I. Fordamping; II. Størking; III. Fusjon; IV. Sublimering.

HEI. Fordamping; II. Sublimering; III. Fusjon; IV. Størking.

Vedtak

Alternativ A.

I - Sublimering: Møllkuler er en ikke-polær forbindelse med et veldig høyt kokepunkt. Denne forbindelsen går fra fast til gass uten å passere gjennom flytende tilstand.

II - Størking: Vann utsatt for en lav frysetemperatur fryser, som vi kjemisk kaller stivning, som er passasjen fra flytende tilstand til fast tilstand.

III - Fordampning: Vannet som er igjen i en beholder i brann, gjennomgår en temperaturøkning. Vannets kokepunkt er 100 ° C, så når systemet når denne temperaturen, vil det begynne å fordampe og skifte fra en væske til en fast tilstand.

IV - Smelting: Bly har et smeltepunkt på 327,5 ° C, som er en relativt høy temperatur; blysmelting er imidlertid en vanlig prosess i næringer, som ikke er noe annet enn overgangen fra fast til flytende tilstand.

Spørsmål 2 - (Mackenzie-SP)

Ved å analysere dataene i tabellen, målt til 1 atm, kan vi si at ved en temperatur på 40 ° C og 1 atm:

A) eter og etanol er i gassfasen.

B) eter er i gassfasen, og etanol er i væskefasen.

C) begge er i væskefasen.

D) eter er i væskefasen, og etanol er i gassfasen.

E) begge er i den faste fasen.

Vedtak

Alternativ B. Hvis kokepunktet er det punktet stoffet endres i gassform, vil etanol ved 40 ° C fremdeles være i flytende tilstand. Ether har et lavere kokepunkt, som er 34 ° C, så ved 40 ° C vil det være i gassform.

Spørsmål3 - (Unicamp)Isberg flyter i sjøvann, akkurat som is i et glass drikkevann. Tenk deg den opprinnelige situasjonen til et glass vann og is, i termisk likevekt ved en temperatur på 0 ° C. Over tid smelter isen. Så lenge det er is, blir systemtemperaturen

A) forblir konstant, men systemvolumet øker.
B) forblir konstant, men systemvolumet avtar.
C) synker og systemvolum øker.
D) synker, det samme gjør systemvolumet.

Vedtak

Alternativ B. Temperaturen forblir konstant til isfjellet smelter helt, da det er en varmeveksling på jakt etter termisk likevekt mellom de to faser av materien. Vann er et av de få elementene som tillater forskjellig tetthet for forskjellige fysiske tilstander av samme forbindelse.

Visuelt kan vi se at istettheten er lavere. Når det gjelder isfjellet og i et glass vann og is, er isen på overflaten. Dette skjer fordi når det er frossent vann i isdannelsesprosessen, får det volum, men massen forblir den samme som når det var vann i flytende tilstand. Derfor når isfjellet smelter, reduseres systemets volum.

Av Laysa Bernardes Marques de Araújo
Kjemilærer