Fyzikálne skupenstvo látky: mená a vlastnosti

Vy fyzikálne stavy hmoty sú určené vzdialenosťou medzi molekulami, molekulárnymi spojeniami a Kinetická energia ktorý pohybuje časticami vo vzorke. Sú:

• pevný;
• kvapalina;
• plynné;
• plazma;
• Bose-Einsteinov kondenzát.

V pevné skupenstvo, máme dobre zostavené molekuly s malým pohybom. Na opačnom extréme sú plynný stav to je plazma, v ktorom majú molekuly medzi sebou odstup a vysokú kinetickú energiu. Materiály v tekutý stav sú v strede, nemajú definovanú fyzickú formu, majú viac kinetickej energie ako pevný materiál a menšie rozostupy medzi molekulami ako plynné materiály. O Bose-Einsteinov kondenzát je relatívne nový objav, ktorý sa točí okolo myšlienky mať vzorku bez pohybu medzi molekulami, to znamená bez kinetickej energie.

Prečítajte si tiež: Čo študovať od Quimic G.pre Enema?

Pevné skupenstvo

Molekuly materiálu v pevnom stave sa spájajú s dostatočnou silou, ktorá vedie k definovaný formát a objem. V tomto stave máme málo kinetickej energie medzi časticami a hoci je medzi nimi malý pohyb, nie je možné ju makroskopicky vizualizovať (voľným okom).

Tvar pevnej látky sa môže zmeniť, keď na materiál pôsobí mechanická sila (zlomenie, poškriabanie, premáčanie) alebo keď dôjde k zmene teploty a tlak. Každý typ materiálu má odolnosť na tieto vplyvy alebo na vonkajšie zmeny podľa ich povahy.

• Príklad

Ako príklad môžeme uviesť zlato, tuhý materiál pri izbovej teplote s teplotou topenia 1064,18 ° C a teplotou varu 2855,85 ° C.

Zlatý nuget v rude, pevný stav.

tekutý stav

v štáte tekutý, neexistuje definovaná fyzická forma, ale je tam definovaný objem, čo nám bráni vo výraznom stlačení materiálu. Kvapaliny majú sila intermolekulárne slabý, čo umožňuje ľahkú manipuláciu a oddelenie častí vzorky. Sila príťažlivosti medzi molekulami im bráni vo voľnom pohybe ako plyn. Ďalej povrchové napätie (sila príťažlivosti medzi rovnakými molekulami) umožňuje tvorbu kvapôčok.

Prečítajte si tiež: Povrchové napätie vody - vlastnosť vyplývajúca z vodíkových väzieb

• Príklad

Najhojnejším a najdostupnejším príkladom materiálu v tekutom stave za normálnych podmienok teploty a tlaku je Voda, považovaný tiež za univerzálne rozpúšťadlo.

Kvapalná voda sa nalieva do pohára, ktorý drží tvar nádoby.

plynný stav

Materiál v plynnom stave nemá definovaný tvar ani objem. Má veľkú expanznú kapacitu vďaka vysoká kinetická energia. Po umiestnení do nádoby sa plyn šíri neurčito a, ak za týchto podmienok v uzavretom priestore, plyn sa zahrieva, dôjde k zvýšeniu kinetickej energie a zvýšeniu tlaku systému.

Za zmienku tiež stojí rozdiel medzi plynom a parou. Napriek tomu, že sú v rovnakom fyzickom stave, majú odlišnú povahu. O para, ak je vystavený vysokému tlaku alebo znížením teploty, vracia sa do kvapalného stavu. Vy plynysú zase látky, ktoré sú za normálnych podmienok už v plynnom stave a na ich skvapalnenie je potrebné súčasne zvýšiť tlak a teplotu.

Vedieť viac:Rozdiel medzi plynom a parou

• Príklad

Príklad plynnej látky sa bežne nachádza vo vnútri párty balónov, plyn hélium, čo je a gási vznešený a jednoatómové (jedna atómová molekula), ktoré sa nachádzajú v plynnom stave za normálnych podmienok teploty a tlaku. THE hustota hélia je menšie ako množstvo atmosférického vzduchu, vďaka čomu balóny plávajú.

Plyn hélia sa dával do balóna na párty.

Faktory, ktoré určujú fyzikálne stavy

To, čo určuje fyzický stav hmoty, je organizácia jeho molekúl, medzery medzi nimi a kinetická energia (energia pohybu). Každý prvok má a bod topenia a varu ktoré definujú kritický bod, to znamená, kde teplota a tlak, ktorý prvok udržiava alebo mení svoj fyzický stav. Tento kritický bod sa líši v závislosti od povahy materiálu. Ďalej pre každý prvok máme rôzne medzimolekulové sily, ktoré tiež ovplyvňujú fyzikálny stav.

Fyzikálne zmeny stavu

Možné zmeny fyzikálneho stavu nastávajú pri zmenách teploty a tlaku. Zistite, aké sú:

• Fúzia: prechod z pevného skupenstva do kvapalného skupenstva prostredníctvom zahrievania.
• Odparovanie: prechod z kvapalného do plynného skupenstva. Tento proces sa môže uskutočniť tromi rôznymi spôsobmi:

1. Vriaci: Zmena z kvapalného do plynného skupenstva nastáva rovnomerným zahrievaním systému, ako je to v prípade rýchlovarnej kanvice, pri ktorej sa pri zahrievaní odparí časť vody.

2. Kúrenie: Zmena z kvapalného do plynného skupenstva nastáva náhle, pretože materiál podlieha rýchlej a výraznej zmene teploty. Príkladom je, keď kvapka vody spadne na horúcu platňu.

3. Odparovanie: Zmena prebieha postupne, pretože sa odparuje iba kontaktná plocha kvapaliny so zvyškom systému. Príklad: sušenie oblečenia na šnúre na prádlo.

• Kondenzácia alebo skvapalnenie: prechod z plynného skupenstva do kvapalného pomocou chladenia.
• Tuhnutie: nastáva, keď sa teplota ďalej znižuje, čo vedie k zamrznutiu, to znamená k prechodu z kvapalného do tuhého stavu.
• Sublimáciaje prechod z pevného do plynného skupenstva bez toho, aby prešiel kvapalným skupenstvom. Tento proces prebieha, keď má látka vysoký bod topenia a vysoký tlak pár. Príklad: suchý ľad a naftalíny.

Poznámka: Rovnaký výraz alebo resublimácia sa používa pre inverzný proces (prechod z plynného do tuhého skupenstva).

Fyzikálne zmeny stavu

iné fyzikálne stavy

V roku 1932 Irving Langmuir v nobelová cena chémie, pridal výraz plazma do stavu hmoty, ktorý bol skúmaný od roku 1879. Je to fyzikálny stav, v ktorom sú častice vysoko nabité energiou, majú medzi nimi vzdialenosť a medzi molekulami je malé alebo žiadne spojenie. Tieto vlastnosti sú dosť podobné vlastnostiam plynného skupenstva, až na to, že kinetická energia plazmy je oveľa vyššia ako kinetická energia plynu.

Tento druh stavu hmoty nie je bežné v suchozemskej prírode, vo vesmíre je však veľa, pretože hviezdy sú v podstate plazmové gule pri vysokých teplotách. Umelé je už schopné manipulovať a zvyšovať hodnotu plazma, ktorý sa dokonca komerčne používa napríklad v plazmových televízoroch, žiarivkách, LED vodičoch.

V roku 1995 çBose-Einsteinova vlnabolo to ustanovené ako fyzický stav hmoty. Eric Cornell a Carl Weiman pomocou magnetov a laserov ochladili vzorku rubídium, alkalický kov, až kým sa energia medzi časticami blížila k nule. Experimentálne sa zistilo, že častice sa spojili, prestali byť niekoľkými atómami a začali sa správať jednotne ako „superatóm“.

Kondenzát Bose-Einstein má vlastnosti supertekutiny (tekutina bez viskozity a vysokej elektrickej vodivosti) a bola použitá v kvantových štúdiách na skúmanie čiernych dier a paradoxu vlnových častíc.

Prečítajte si tiež: Rozdiel medzi fluorescenčnými a žiarovkami

vyriešené cviky

Otázka 1- (F.vyššie)Pozerať:

Ja - v skrini zostal kameň proti moliam.

II - Nádoba s vodou, ktorá zostala v mrazničke.

III- V ohni zostala misa s vodou.

IV - Roztopenie kúska olova pri zahriatí.

Tieto skutočnosti správne súvisia s nasledujúcimi javmi:

TAM. Sublimácia; II. Tuhnutie; III. Odparovanie; IV. Fúzia.

B) I. Sublimácia; II. Sublimácia; III. Odparovanie; IV. Tuhnutie.

C) I. Fúzia; II. Sublimácia; III. Odparovanie; IV. Tuhnutie.

D) I. Odparovanie; II. Tuhnutie; III. Fúzia; IV. Sublimácia.

Ahoj. Odparovanie; II. Sublimácia; III. Fúzia; IV. Tuhnutie.

Rozhodnutie

Alternatíva A.

I - Sublimácia: Mothballs je nepolárna zlúčenina s veľmi vysokým bodom varu. Táto zlúčenina prechádza z pevného do plynného skupenstva bez toho, aby prechádzala kvapalným stavom.

II - Tuhnutie: Voda vystavená nízkej teplote mrazničky zmrzne, čo chemicky nazývame tuhnutie, čo je prechod z kvapalného skupenstva do tuhého skupenstva.

III - Odparovanie: Voda, ktorá zostala v ohni, podlieha zvýšeniu teploty. Teplota varu vody je 100 ° C, takže keď systém dosiahne túto teplotu, začne sa odparovať a zmení sa z kvapalného na pevné skupenstvo.

IV - topenie: Olovo má teplotu topenia 327,5 ° C, čo je pomerne vysoká teplota; tavenie olova je však bežným procesom v priemyselných odvetviach, čo nie je nič iné ako prechod z pevného do kvapalného stavu.

Otázka 2 - (Mackenzie-SP)

Analýzou údajov v tabuľke nameraných pri 1 atm môžeme povedať, že pri teplote 40 ° C a 1 atm:

A) éter a etanol sú v plynnej fáze.

B) éter je v plynnej fáze a etanol v kvapalnej fáze.

C) obidve sú v kvapalnej fáze.

D) éter je v kvapalnej fáze a etanol v plynnej fáze.

E) obidve sú v tuhej fáze.

Rozhodnutie

Alternatíva B. Ak je bod varu bod, v ktorom sa látka mení na plynný stav, bude etanol pri 40 ° C stále v kvapalnom stave. Éter má nižšiu teplotu varu, ktorá je 34 ° C, takže pri 40 ° C bude v plynnom stave.

Otázka3 - (Unicamp)Ľadovce plávajú v morskej vode, rovnako ako ľad v pohári pitnej vody. Predstavte si počiatočnú situáciu pohára vody a ľadu v tepelnej rovnováhe pri teplote 0 ° C. Postupom času sa ľad topí. Pokiaľ je ľad, teplota systému

A) zostáva konštantný, ale objem systému sa zvyšuje.
B) zostáva konštantný, ale objem systému klesá.
C) klesá a zvyšuje sa hlasitosť systému.
D) klesá, rovnako ako hlasitosť systému.

Rozhodnutie

Alternatíva B. Teplota zostáva konštantná, kým sa ľadovec úplne neroztopí, pretože dochádza k výmene tepla pri hľadaní tepelnej rovnováhy medzi dvoma fázami hmoty. Voda je jedným z mála prvkov, ktoré pripúšťajú rozdielnu hustotu pre rôzne fyzikálne stavy tej istej zlúčeniny.

Vizuálne vidíme, že hustota ľadu je nižšia. V prípade ľadovca a v pohári vody a ľadu zostáva ľad na povrchu. Stáva sa to preto, lebo keď voda zamrzne, v procese tvorby ľadu získa objem, ale hmotnosť zostane rovnaká, ako keď bola vodou v tekutom stave. Preto keď sa ľadovec topí, objem systému klesá.

Autor: Laysa Bernardes Marques de Araújo
Učiteľ chémie

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estados-fisicos-materia.htm