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 są 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 jest stosunkowo nowym odkryciem, 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 do tych oddziaływań lub do zmian zewnętrznych, 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.
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.
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 są 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
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
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.
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:
Wrzenie: Przejście ze stanu ciekłego do gazowego odbywa się poprzez równomierne ogrzewanie systemu, jak w przypadku czajnika, w którym część wody odparowuje podczas podgrzewania.
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.
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: to przejście 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).
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 pomiędzy 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
Ćwiczenia rozwiązane
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. Związek ten przechodzi ze stanu stałego do stanu gazowego 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 znajduje się 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 z lodem 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
