Stări fizice ale materiei: nume și caracteristici

Tu stări fizice ale materiei sunt determinate de distanța dintre molecule, conexiuni moleculare și energie kinetică care mută particulele dintr-o probă. Sunt ei:

• solid;
• lichid;
• gazos;
• plasmă;
• Condensat Bose-Einstein.

În stare solidă, avem molecule bine asamblate, cu mișcare mică. La extrema opusă sunt stare gazoasă este plasmă, în care moleculele au o distanță între ele și o energie cinetică ridicată. Materiale în stare lichida sunt la mijloc, nu au o formă fizică definită, au mai multă energie cinetică decât un material solid și o distanță mai mică între molecule decât materialele gazoase. O Condensat Bose-Einstein este o descoperire relativ nouă care se învârte în jurul ideii de a avea o probă fără mișcare între molecule, adică fără energie cinetică.

Citește și: Ce să studiezi din Qtuimic Gpentru Enem?

Stare solidă

Moleculele unui material în stare solidă se conectează cu o forță suficientă care rezultă format și volum definit. În această stare avem putina energie cinetica între particule și, deși există o mică mișcare între ele, nu este posibil să o vizualizăm macroscopic (cu ochiul liber).

Forma unui solid poate fi schimbată atunci când materialul se află sub acțiunea unei forțe mecanice (rupere, zgârieturi, adâncituri) sau atunci când există o modificare a temperaturii și presiune. Fiecare tip de material are rezistență la aceste impacturi sau la modificările externe, în funcție de natura lor.

• Exemplu

Ca exemplu, putem menționa aur, material solid la temperatura camerei cu un punct de topire de 1064,18 ° C și un punct de fierbere de 2855,85 ° C.

Nugget de aur în minereu, stare solidă.

stare lichida

în statul lichid, nu există o formă fizică definită, dar există un volum definit, ceea ce ne împiedică să comprimăm semnificativ materialul. Lichidele au putere intermolecular slab, care vă permite să manipulați și să separați cu ușurință părțile unui eșantion. Forța de atracție dintre molecule le împiedică să se miște liber ca un gaz. În plus, tensiunea superficială (forța de atracție între molecule egale) este ceea ce face posibilă formarea picăturilor.

Citește și: Tensiunea superficială a apei - proprietate rezultată din legăturile de hidrogen

• Exemplu

Cel mai abundent și accesibil exemplu pe care îl avem de material în stare lichidă în condiții normale de temperatură și presiune este Apă, considerat, de asemenea, un solvent universal.

Apa lichidă este turnată într-un pahar, aderând la forma recipientului.

stare gazoasă

Un material în stare gazoasă nu are formă sau volum definit. Are o capacitate mare de expansiune datorită energie cinetică ridicată. Când este plasat într-un container, gazul se răspândește la nesfârșit și, dacă în aceste condiții de închidere, gazul este încălzit, va exista o creștere a energiei cinetice și o creștere a presiunii a sistemului.

De asemenea, merită remarcat diferența dintre gaz și abur. În ciuda faptului că se află în aceeași stare fizică, au naturi diferite. O aburi, când este pus sub presiune ridicată sau prin scăderea temperaturii, revine la o stare lichidă. Tu gazeLa rândul lor, sunt substanțe care, în condiții normale, sunt deja în stare gazoasă și, pentru a lichefia, este necesar să existe o creștere simultană a presiunii și a temperaturii.

Aflați mai multe:Diferența dintre gaz și abur

• Exemplu

Un exemplu de substanță gazoasă se găsește în mod obișnuit în baloanele de petrecere, gaz heliu, care este un gáești nobil și monoatomic (o moleculă atomică), fiind găsit în stare gazoasă pentru condiții normale de temperatură și presiune. THE densitate de heliu este mai mic decât cel al aerului atmosferic, care face ca baloanele să plutească.

Gazul de heliu este introdus în balonul de petrecere.

Factori care determină stări fizice

Ceea ce determină starea fizică a materiei este organizarea moleculelor sale, distanța dintre ele și energia cinetică (energia mișcării). Fiecare element are un punctul de topire și fierbere care definesc punctul critic, adică unde temperatura și presiunea elementului își menține sau își schimbă starea fizică. Acest punct critic variază în funcție de natura materialului. Mai mult, pentru fiecare element, avem forțe intermoleculare diferite, care influențează și starea fizică.

Modificările stării fizice

Modificările posibile ale stării fizice apar odată cu schimbările de temperatură și presiune. Vedeți ce sunt:

• Fuziune: trecerea de la starea solidă la starea lichidă prin încălzire.
• Vaporizare: trecerea de la starea lichidă la cea gazoasă. Acest proces se poate întâmpla în trei moduri diferite:

1. Fierbere: Schimbarea de la un lichid la o stare gazoasă are loc prin încălzirea uniformă a sistemului, ca în cazul unui ceainic în care o parte din apă se evaporă pe măsură ce vă încălziți.

2. Incalzi: Schimbarea de la starea lichidă la cea gazoasă se produce brusc, deoarece materialul suferă o schimbare rapidă și semnificativă a temperaturii. Un exemplu este atunci când picătura de apă cade pe o placă fierbinte.

3. Evaporare: Schimbarea are loc treptat, deoarece doar suprafața de contact a lichidului cu restul sistemului se evaporă. Exemplu: uscarea hainelor pe firul de haine.

• Condensare sau lichefiere: trecerea de la starea gazoasă la starea lichidă prin răcire.
• Solidificare: apare atunci când temperatura este redusă în continuare, rezultând înghețarea, adică trecerea de la un lichid la o stare solidă.
• Sublimarea: este trecerea de la starea solidă la cea gazoasă fără a trece prin starea lichidă. Acest proces are loc atunci când substanța are un punct de topire ridicat și o presiune de vapori ridicată. Exemplu: gheață uscată și naftalină.

Notă: Același termen sau resublimare este utilizat pentru procesul invers (trecerea de la starea gazoasă la starea solidă).

Modificările stării fizice

alte stări fizice

În 1932, Irving Langmuir, în Premiul Nobel de chimie, a adăugat termenul plasmă la o stare de materie care fusese studiată din 1879. Este o stare fizică în care particulele sunt puternic energizate, au o distanță între ele și o legătură mică sau deloc între molecule. Aceste proprietăți sunt destul de asemănătoare cu cele ale stării gazoase, cu excepția faptului că energia cinetică a plasmei este mult mai mare decât cea a unui gaz.

Acest tip de condiție a materiei neobișnuit în natura terestrăCu toate acestea, este abundentă în Univers, deoarece stelele sunt practic bile de plasmă la temperaturi ridicate. În mod artificial, este deja capabil să manipuleze și să adauge valoare plasmă, care este chiar utilizat comercial în televizoare cu plasmă, lămpi fluorescente, conductoare cu LED, printre altele.

În 1995, çUnda Bose-Einsteina fost stabilit ca o stare fizică a materiei. Eric Cornell și Carl Weiman, folosind magneți și lasere, au răcit un eșantion de rubidiu, un metal alcalin, până când energia dintre particule a fost aproape de zero. Experimental, s-a observat că particulele s-au unit, încetând să mai fie mai mulți atomi și începând să se comporte în unitate, ca "superatom".

Condensatul Bose-Einstein are caracteristicile unui superfluid (fluid fără vâscozitate și conductivitate electrică ridicată) și a fost utilizat în studii cuantice pentru a investiga găurile negre și paradoxul undă-particulă.

Citește și: Diferența dintre lămpile fluorescente și incandescente

exerciții rezolvate

intrebarea 1- (Fde mai sus)Ceas:

I - O piatră de naftalină lăsată în dulap.

II - Un recipient cu apă lăsat în congelator.

III- Un castron cu apă lăsat în foc.

IV - Topirea unei bucăți de plumb la încălzire.

Aceste fapte sunt corelate corect cu următoarele fenomene:

ACOLO. Sublimarea; II. Solidificare; III. Evaporare; IV. Fuziune.

B) I. Sublimarea; II. Sublimarea; III. Evaporare; IV. Solidificare.

C) I. Fuziune; II. Sublimarea; III. Evaporare; IV. Solidificare.

D) I. Evaporare; II. Solidificare; III. Fuziune; IV. Sublimarea.

HEI. Evaporare; II. Sublimarea; III. Fuziune; IV. Solidificare.

Rezoluţie

Alternativa A.

I - Sublimare: Naftalina este un compus nepolar cu un punct de fierbere foarte ridicat. Acest compus trece de la solid la gazos fără a trece prin starea lichidă.

II - Solidificare: Apa supusă unei temperaturi scăzute a congelatorului îngheță, ceea ce chimic numim solidificare, care este trecerea de la starea lichidă la starea solidă.

III - Evaporare: Apa lăsată într-un recipient în flăcări suferă o creștere a temperaturii. Punctul de fierbere al apei este de 100 ° C, deci, atunci când sistemul atinge această temperatură, va începe să se evapore, trecând de la un lichid la unul solid.

IV - Topire: Plumbul are un punct de topire de 327,5 ° C, care este o temperatură relativ ridicată; totuși, topirea plumbului este un proces obișnuit în industrii, care nu este altceva decât trecerea de la stare solidă la stare lichidă.

Întrebarea 2 - (Mackenzie-SP)

Analizând datele din tabel, măsurate la 1 atm, putem spune că, la o temperatură de 40 ° C și 1 atm:

A) eterul și etanolul sunt în faza gazoasă.

B) eterul este în faza gazoasă, iar etanolul este în faza lichidă.

C) ambele sunt în fază lichidă.

D) eterul se află în faza lichidă, iar etanolul în faza gazoasă.

E) ambele sunt în fază solidă.

Rezoluţie

Alternativa B. Dacă punctul de fierbere este punctul în care substanța se transformă într-o stare gazoasă, etanolul la 40 ° C va fi în continuare în stare lichidă. Eterul are un punct de fierbere mai scăzut, care este de 34 ° C, deci la 40 ° C va fi într-o stare gazoasă.

Întrebare3 - (Unicamp)Aisbergurile plutesc în apa de mare, la fel ca gheața într-un pahar cu apă potabilă. Imaginați-vă situația inițială a unui pahar de apă și gheață, în echilibru termic la o temperatură de 0 ° C. În timp, gheața se topește. Atâta timp cât există gheață, temperatura sistemului

A) rămâne constant, dar volumul sistemului crește.
B) rămâne constant, dar volumul sistemului scade.
C) scade și volumul sistemului crește.
D) scade, la fel ca și volumul sistemului.

Rezoluţie

Alternativa B. Temperatura rămâne constantă până când aisbergul se topește complet, deoarece există un schimb de căldură în căutarea echilibrului termic între cele două faze ale materiei. Apa este unul dintre puținele elemente care admit o densitate diferită pentru diferite stări fizice ale aceluiași compus.

Vizual putem vedea că densitatea gheții este mai mică. În cazul aisbergului și într-un pahar cu apă și gheață, gheața rămâne la suprafață. Acest lucru se întâmplă deoarece, atunci când apa este înghețată, în procesul de formare a gheții, ea câștigă volum, dar masa rămâne aceeași ca atunci când era apă în stare lichidă. Prin urmare, când aisbergul se topește, volumul sistemului scade.

De Laysa Bernardes Marques de Araújo
Profesor de chimie

Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estados-fisicos-materia.htm