Stany fizyczne materii: nazwy i charakterystyka

ty stany fizyczne materii są określane przez odległość między cząsteczkami, połączenia molekularne i energia kinetyczna który porusza cząstki w próbce. Czy oni są:

  • solidny;
  • ciekły;
  • gazowy;
  • osocze;
  • Kondensat Bosego-Einsteina.

W stan stały, mamy dobrze zmontowane cząsteczki o niewielkim ruchu. Na przeciwległym krańcu znajdują się stan gazowy to jest osocze, w którym cząsteczki mają odstępy między sobą i wysoką energię kinetyczną. Materiały w stan ciekły znajdują się pośrodku, nie mają określonej formy fizycznej, mają większą energię kinetyczną niż materiał stały i mniejsze odstępy między cząsteczkami niż materiały gazowe. O Kondensat Bosego-Einsteina to stosunkowo nowe odkrycie, które obraca się wokół idei posiadania próbki bez ruchu między cząsteczkami, czyli bez energii kinetycznej.

Przeczytaj też: Czego się uczyć od Qtyimic Gdla Enema?

Stan stały

Cząsteczki materiału w stanie stałym łączą się z wystarczającą siłą, która powoduje zdefiniowany format i głośność. W tym stanie mamy mała energia kinetyczna

między cząsteczkami i chociaż występuje między nimi niewielki ruch, nie można go zobrazować makroskopowo (gołym okiem).

Kształt bryły można zmienić, gdy na materiał działa siła mechaniczna (pęknięcie, zarysowanie, wgniecenie) lub gdy następuje zmiana temperatury i nacisk. Każdy rodzaj materiału ma odporność na te wpływy lub na zmiany zewnętrzne, zgodnie z ich charakterem.

  • Przykład

Jako przykład możemy wymienić złoto, stały materiał w temperaturze pokojowej o temperaturze topnienia 1064,18 °C i temperaturze wrzenia 2855,85 °C.

Samorodek złota w rudzie, w stanie stałym.
Samorodek złota w rudzie, w stanie stałym.

stan ciekły

w stanie ciekły, nie ma określonej formy fizycznej, ale jest określona objętość, co zapobiega znacznemu ściśnięciu materiału. Płyny mają siła pochowaćmolekularny słaby, co pozwala z łatwością manipulować i oddzielać części próbki. Siła przyciągania między cząsteczkami uniemożliwia im swobodne poruszanie się jak gaz. Co więcej, napięcie powierzchniowe (siła przyciągania między równymi cząsteczkami) umożliwia tworzenie się kropelek.

Przeczytaj też: Napięcie powierzchniowe wody – właściwość wynikająca z wiązań wodorowych

  • Przykład

Najbardziej rozpowszechnionym i dostępnym przykładem materiału w stanie ciekłym w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia jest woda, również uważany za uniwersalny rozpuszczalnik.

Płynna woda wlewa się do szklanki, dopasowując się do kształtu pojemnika.
Płynna woda wlewa się do szklanki, dopasowując się do kształtu pojemnika.

stan gazowy

Materiał w stanie gazowym nie ma określonego kształtu ani objętości. Posiada wysoką zdolność ekspansji dzięki wysoka energia kinetyczna. Po umieszczeniu w pojemniku gaz rozprzestrzenia się w nieskończoność, a jeśli w tych warunkach zamknięcie, gaz jest podgrzewany, nastąpi wzrost energii kinetycznej i wzrost ciśnienia systemu.

Warto również zwrócić uwagę na różnicę między gazem a parą. Pomimo tego, że są w tym samym stanie fizycznym, mają różne natury. O parowy, po umieszczeniu pod wysokim ciśnieniem lub poprzez obniżenie temperatury powraca do stanu ciekłego. ty gazy, z kolei to substancje, które w normalnych warunkach są już w stanie gazowym i w celu upłynnienia konieczne jest jednoczesne zwiększenie ciśnienia i temperatury.

Wiedzieć więcej:Różnica między gazem a parą

  • Przykład

Przykładem substancji gazowej jest powszechnie występująca wewnątrz balonów imprezowych, gaz hel, który jest solájesteś szlachetny oraz monoatomowy (cząsteczka jednego atomu), znajdujący się w stanie gazowym w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia. TEN gęstość helu jest mniejsza niż powietrza atmosferycznego, co sprawia, że ​​balony unoszą się w powietrzu.

 Gaz helowy wkładany do balonu imprezowego.
Gaz helowy wkładany do balonu imprezowego.

Czynniki determinujące stany fizyczne

O stanie fizycznym materii decyduje organizacja jego cząsteczek, odstępy między nimi i energia kinetyczna (energia ruchu). Każdy element ma temperatura topnienia i wrzenia które definiują punkt krytyczny, czyli gdzie temperatura i ciśnienie element utrzymuje lub zmienia swój stan fizyczny. Ten punkt krytyczny zmienia się w zależności od rodzaju materiału. Ponadto dla każdego pierwiastka mamy różne siły międzycząsteczkowe, które również wpływają na stan fizyczny.

Zmiany stanu fizycznego

Możliwe zmiany stanu fizycznego następują wraz ze zmianami temperatury i ciśnienia. Zobacz jakie one są:

  • Połączenie: przejście ze stanu stałego do stanu ciekłego poprzez ogrzewanie.
  • Odparowanie: przejście ze stanu ciekłego do stanu gazowego. Ten proces może przebiegać na trzy różne sposoby:
  1. Wrzenie: Przejście ze stanu ciekłego do gazowego odbywa się poprzez równomierne ogrzewanie systemu, jak w przypadku czajnika, w którym część wody wyparowuje podczas podgrzewania.

  2. Ogrzewanie: Zmiana ze stanu ciekłego w gazowy następuje nagle, ponieważ materiał podlega szybkiej i znaczącej zmianie temperatury. Przykładem może być kropla wody spadająca na płytę grzejną.

  3. Odparowanie: Zmiana następuje stopniowo, ponieważ paruje tylko powierzchnia kontaktu cieczy z resztą systemu. Przykład: suszenie ubrań na sznurku.

  • Kondensacja lub upłynnienie: przejście ze stanu gazowego do stanu ciekłego za pomocą chłodzenia.
  • Zestalenie: występuje, gdy temperatura jest dalej obniżana, co powoduje zamarzanie, czyli przejście ze stanu ciekłego do stanu stałego.
  • Sublimacja: jest przejściem ze stanu stałego do stanu gazowego bez przechodzenia przez stan ciekły. Proces ten ma miejsce, gdy substancja ma wysoką temperaturę topnienia i wysoką prężność pary. Przykład: suchy lód i kulki na mole.

Uwaga: Ten sam termin lub resublimacja jest używany dla procesu odwrotnego (przejścia ze stanu gazowego do ciała stałego).

Zmiany stanu fizycznego
Zmiany stanu fizycznego

inne stany fizyczne

W 1932 r. Irving Langmuir w nagroda Nobla chemii, dodał termin osocze do stanu materii, który był badany od 1879 roku. Jest to stan fizyczny, w którym cząstki są silnie naenergetyzowane, mają między sobą odległość i niewielkie lub żadne połączenie między cząsteczkami. Właściwości te są bardzo podobne do właściwości stanu gazowego, z tym wyjątkiem, że energia kinetyczna plazmy jest znacznie większa niż gazu.

Taki stan materii rzadko spotykany w przyrodzie ziemskiej, jednak występuje obficie we Wszechświecie, ponieważ gwiazdy są w zasadzie kulami plazmy w wysokich temperaturach. Sztucznie jest już w stanie manipulować i dodawać wartość do osocze, który jest nawet komercyjnie stosowany m.in. w telewizorach plazmowych, świetlówkach, przewodnikach LED.

W 1995 roku doFala Bosego-Einsteinazostał ustanowiony jako fizyczny stan materii. Eric Cornell i Carl Weiman za pomocą magnesów i laserów schłodzili próbkę rubid, metal alkaliczny, aż energia między cząstkami była bliska zeru. Doświadczalnie zauważono, że cząstki zjednoczyły się, przestając być kilkoma atomami i zaczynają zachowywać się w jedności, jak „superatom”.

Kondensat Bosego-Einsteina ma charakterystyka nadcieczy (płyn bez lepkości i wysokiej przewodności elektrycznej) i został wykorzystany w badaniach kwantowych do badania czarnych dziur i paradoksu falowo-cząsteczkowego.

Przeczytaj też: Różnica między lampami fluorescencyjnymi i żarowymi

rozwiązane ćwiczenia

Pytanie 1- (FApowyżej)Zegarek:

I – Kamień na mole pozostawiony w szafie.

II – Pojemnik z wodą pozostawioną w zamrażarce.

III- Miska z wodą pozostawiona w ogniu.

IV - Topienie kawałka ołowiu po podgrzaniu.

Fakty te są prawidłowo powiązane z następującymi zjawiskami:

TAM. Sublimacja; II. zestalenie; III. Odparowanie; IV. Połączenie.

B) ja. Sublimacja; II. Sublimacja; III. Odparowanie; IV. Zestalenie.

C) ja. Połączenie; II. Sublimacja; III. Odparowanie; IV. Zestalenie.

D) ja. Odparowanie; II. zestalenie; III. Połączenie; IV. Sublimacja.

HEJ. Odparowanie; II. Sublimacja; III. Połączenie; IV. Zestalenie.

Rozkład

Alternatywa A.

I – Sublimacja: Mothballs to niepolarny związek o bardzo wysokiej temperaturze wrzenia. Ten związek przechodzi ze stanu stałego w gaz bez przechodzenia przez stan ciekły.

II – Zestalanie: Woda poddana niskiej temperaturze zamrażania zamarza, co chemicznie nazywamy zestalaniem, czyli przejściem ze stanu ciekłego do stanu stałego.

III – Parowanie: Woda pozostawiona w płonącym pojemniku ulega wzrostowi temperatury. Temperatura wrzenia wody wynosi 100°C, więc gdy układ osiągnie tę temperaturę, zacznie parować, przechodząc ze stanu ciekłego w stan stały.

IV – Topnienie: Ołów ma temperaturę topnienia 327,5°C, co jest stosunkowo wysoką temperaturą; jednak topienie ołowiu jest powszechnym procesem w przemyśle, który jest niczym innym jak przejściem ze stanu stałego do stanu ciekłego.

Pytanie 2 - (Mackenzie-SP)

Analizując dane w tabeli, mierzone przy 1 atm, możemy powiedzieć, że w temperaturze 40 °C i 1 atm:

A) eter i etanol znajdują się w fazie gazowej.

B) eter jest w fazie gazowej, a etanol jest w fazie ciekłej.

C) oba są w fazie ciekłej.

D) eter jest w fazie ciekłej, a etanol w fazie gazowej.

E) oba są w fazie stałej.

Rozkład

Alternatywa B. Jeśli temperatura wrzenia jest punktem, w którym substancja przechodzi w stan gazowy, etanol w temperaturze 40°C nadal będzie w stanie ciekłym. Eter ma niższą temperaturę wrzenia, która wynosi 34°C, więc w 40°C będzie w stanie gazowym.

Pytanie3 – (Unicamp)Góry lodowe unoszą się w wodzie morskiej, tak jak lód w szklance wody pitnej. Wyobraź sobie początkową sytuację szklanki wody z lodem w równowadze termicznej w temperaturze 0°C. Z biegiem czasu lód topnieje. Dopóki jest lód, temperatura systemu

A) pozostaje stała, ale zwiększa się objętość systemu.
B) pozostaje stała, ale zmniejsza się objętość systemu.
C) zmniejsza się i zwiększa głośność systemu.
D) zmniejsza się, podobnie jak głośność systemu.

Rozkład

Alternatywa B. Temperatura pozostaje stała, dopóki góra lodowa nie stopi się całkowicie, ponieważ następuje wymiana ciepła w poszukiwaniu równowagi termicznej między dwiema fazami materii. Woda jest jednym z nielicznych pierwiastków, które dopuszczają różną gęstość dla różnych stanów fizycznych tego samego związku.

Wizualnie widać, że gęstość lodu jest mniejsza. W przypadku góry lodowej oraz w szklance wody i lodu lód pozostaje na powierzchni. Dzieje się tak dlatego, że gdy woda zamarza, w procesie tworzenia lodu nabiera objętości, ale masa pozostaje taka sama jak wtedy, gdy była to woda w stanie ciekłym. Dlatego też, gdy góra lodowa topi się, objętość systemu maleje.

Laysa Bernardes Marques de Araújo
Nauczyciel chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estados-fisicos-materia.htm

Domowy chleb, którego nie trzeba zagniatać: dowiedz się, jak przygotować to cudo!

Chleb to super obecna potrawa w kulturze kilku krajów. Istnieje kilka różnych rodzajów, z najróżn...

read more

Czy twój pies śpi wystarczająco długo? DOWIEDZ SIĘ TUTAJ

Ilość snu, jakiej potrzebuje pies, jest zmienna i zależy od wielu czynników, takich jak między in...

read more

Sprawdź znaki zodiaku, jeśli chodzi o szybkie jedzenie

Znaki zodiak mogą wiele wyjaśnić na temat osobowości, upodobań, dziwactw, lęków i zwyczajów ludzi...

read more
instagram viewer