Aký je fyzikálny stav? skupenstvo

Otázky o čo skupenstva, aké funkcie a vlastnosti pevných látok, kvapalín a plynov sú zahrnuté v rôznych školeniach. Existujú tri klasické stavy hmoty, s jeho charakteristickými znakmi štruktúry. Ich pochopenie je dôležité pre pochopenie vedy Krajina, živé organizmy z priemyselnej činnosti. Tieto problémy so štúdiom fyziky, chémie, zemepis, geológie, fyzikálnej chémie a ďalšie vedecké disciplíny. Tieto látky sú, za určitých podmienok, v jednom z troch základných typov stavov možno meniť zvyšovaním alebo znižovaním teploty, tlaku. Zvážiť možné prechody z jedného štátu do druhého, ako sa vyskytujú v prírode, umení a každodenného života.

Aký je fyzikálny stav?

Slovo latinského pôvodu "Aggregat" preložená do ruštiny znamená "pripojiť". Vedecký termín sa vzťahuje k stavu rovnakej telesnej substancie. Existencia pod určité hodnoty teploty a tlaku rôznych pevných látok, plynov a kvapalín, je typická pre všetky škrupinách Zeme. Okrem troch základných stavoch agregácie, existuje tiež štvrtý. Pri zvýšenej teplote a pri konštantnom tlaku plynu sa prevádza do plazmy. Ak chcete lepšie pochopiť, čo je skupenstva, treba pripomenúť aj tie najmenšie častice, ktoré tvoria hmotu a telo.

V schéme uvedenom vyššie: a - plyn; b - kvapalina; s - pevná látka. Na týchto obrázkoch sú označené kruhy konštrukčné prvky látky. Tento symbol, je v skutočnosti, atómy, molekuly, ióny nie sú pevné gule. Atómy zložené z kladne nabitého jadra, okolo ktorej sa pohybujú rýchlosťou záporne nabité elektróny. Znalosť mikroskopické štruktúry materiálu, ktoré vám pomôžu lepšie pochopiť rozdiely, ktoré existujú medzi rôznymi zostavenom tvare.

Predstavy o mikrosveta: z antického Grécka do XVII storočia

Prvé informácie o časticiach, z ktorých fyzické telo skladané, sa objavil v starovekom Grécku. Myslitelia Demokrita a Epicure zaviedla koncept, ako je napríklad atóm. Domnievali sa, že najmenšie nedeliteľné častice rôznych látok majú tvar definovaný rozmer, ktorý je schopný pohybu a vzájomnej interakcii. Atomizmus bol najviac pokročilý pre jeho čas, učenie starovekého Grécka. Ale jeho vývoj zastavil v stredoveku. Od tej doby sa vedci naháňali inkvizície rímsko-katolíckej cirkvi. Preto, až do modernej doby nebolo jednoznačné poňatie toho, čo o stave veci. Až potom, čo vedci v XVII storočí Robert Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton, Lavoisier formuloval atómovej-molekulárnej teóriu, nestratili ich význam aj dnes.

Atómy, molekuly, ióny - mikroskopické častice štruktúry hmoty

Zásadný prielom v pochopení mikrokozme došlo v XX storočia, kedy bol vynájdený elektrónový mikroskop. S ohľadom na objavov vedci predtým podarilo stanoviť ucelený obraz mikrosveta. Teória, že opisuje stav a správanie najmenších častíc hmoty, pomerne zložitá, patrí do oblasti kvantovej fyziky. Pre pochopenie rôznej súhrnnej skupenstve dosť poznať mená a štrukturálne rysy základných častíc, ktoré tvoria rôzne látky.

1. Atómy - chemicky nedeliteľných častíc. Uložené v chemických reakciách, ale sú zničené v nukleárnej. Kovy a mnoho ďalších materiálov atómovej štruktúry sú pevné skupenstvo za normálnych podmienok.
2. Molekuly - častice, ktoré sú tvorené a likviduje v chemických reakciách. Molekulárna štruktúra sú kyslík, voda, oxid uhličitý, oxid. Fyzikálny stav kyslíka, dusíka, oxidu siričitého, uhlíka, kyslíka, za obvyklých podmienok - plynný.
3. Ióny - nabité častice, ktoré sa prevedú na atómy a molekuly, ktoré sú pripojené alebo stráca elektróny - mikroskopické záporne nabité častice. Iónový konštrukcie majú veľa soli, ako je sodík, železo a síran meďnatý.

Akákoľvek látka, pričom tieto častice sú usporiadané určitým spôsobom v priestore. Usporiadaná Relatívna pozícia atómov, iónov, molekúl nazývaných mreža. Typicky, iónové a atómové kryštalická mriežka vyznačujúci pre pevné látky molekulárnej - pre kvapaliny a plyny. Vysoká tvrdosť diamantu je iný. Jeho atómová kryštalická mriežka tvorené atómami uhlíka. Ale mäkké grafit sa tiež skladá z atómov chemický prvok. oni sú len inak distribuované v priestore. Priemerná skupenstvo síra - pevná, ale pri vysokých teplotách sa materiál stáva kvapalina a amorfné hmoty.

Látka v pevnom stave

Pevné látky za normálnych podmienok uložené objem a tvar. Napríklad, obilie, obilie cukru, soli, kus skaly alebo kovu. Ak máte ohrievať cukor, látka začína topiť, stáva viskózne hnedej kvapaliny. Prestanú kúriť - späť k získaniu pevnej látky. Preto je jedným z hlavných podmienok pevného telesa do kvapaliny prechodu - zahriatím alebo zvýšenie vnútornej energie častíc hmoty. Polovodičový soľ, ktorá sa používa v potravinárskom priemysle, tiež sa môžu meniť. Aby však bolo možné roztavenie chlorid sodný, potrebujú vyššiu teplotu ako vykurovacím cukru. Skutočnosť, že cukor je zložená z molekúl, a soli - nabitých iónov, ktoré sú silne priťahované k sebe navzájom. Pevné látky neudrží svoj tvar v kvapalnej forme, pretože kryštálovej mriežky sú zničené.

Kvapalnom stave tavením soli je v dôsledku prasknutia komunikácie medzi iónov v kryštáloch. Oslobodiť nabité častice, ktoré môžu niesť elektrický náboj. roztavenej soli viesť elektrinu, sú vodiče. V chemickom, hutnícke a strojárske Priemyselná pevnej látky sa prevedie na kvapalinu z jedného z nových zlúčenín, alebo na dosiahnutie rôznych tvarov. Tam bol rozšírené používanie kovových zliatin. Existuje niekoľko spôsobov, ako zapojiť sa zmenami skupenstva pevných surovín.

Liquid - jeden zo základných stavov agregácie

Keď sa naleje do banky s okrúhlym dnom s 50 ml vody, je možno vidieť, že materiál bude tvoriť okamžite chemické nádoby. Ale akonáhle sme sa rozliať vodu z fľaše, tekutý okamžite šíri na povrchu stola. Objem vody zostane rovnaká - 50 ml, a jeho tvar sa zmení. Tieto vlastnosti sú charakteristické pre tekuté formy existencie hmoty. Kvapaliny sú veľa organických látok: alkoholy, rastlinné oleje, kyseliny.

Mlieko - .. Emulzia, teda kvapalina, v ktorej sa nachádzajú tukových kvapôčok. Užitočné kvapalina fosílne - olej. Extrahovať z jamiek ropných plošinách na súši i na mori. Morská voda je tiež surovina pre priemysel. To sa líši od sladkovodných riek a jazier je, aby rozpustené látky, najmä soli. S povrch odparovacie nádrže vo forme pary prebieha len molekúl _H2O, rozpustené látky zostanú. Na tejto vlastnosti na základe metódy získavania živín z morskej vody a ako ju čistiť.

Po dokončení odstránenie soli pripravené s destilovanou vodou. Má teplotu varu 100 ° C, mrazí sa pri teplote 0 ° C Soľanky variť a obrátiť sa na ľad v iných ukazovateľov teploty. Napríklad voda v polárnom oceáne zmrazí pri teplote na povrchu 2 ° C.

Fyzikálny stav ortuti za obvyklých podmienok - kvapalina. Tento striebristo šedá kov je zvyčajne naplnený lekárskym teplomerom. Pri zahriatí sa ortuť sa týči na meradle, je expanzné činidlo. Prečo sa v pouličných teplomeroch používajú farebné s červenou farbou alkoholu namiesto ortuti? To sa vysvetľuje tým vlastnosti tekutého kovu. Pri 30 ° C pod nula ortuti kameniva stavových zmien, sa materiál stáva pevné látky.

Ak lekársky teplomer rozbil a nalial ortuť, striebro gule zbierať zbrane nebezpečné. Škodlivý inhalovať výpary ortuti, to je veľmi toxická látka. Deti v takýchto prípadoch je nutné požiadať o pomoc rodičov, dospelých.

v plynnom stave

Gaza nie je schopný udržať svoje alebo objem alebo tvar. Naplňte banku do hornej kyslíka (jeho chemický vzorec O _2). Akonáhle otvoríme banky, molekuly látky sa mieša so vzduchom v miestnosti. To je spôsobené tým Brownovho pohybu. Starovekej gréckej vedec Demokritos veril, že častice hmoty sú v neustálom pohybe. Pevné látky za normálnych podmienok, atómov, molekúl, iónov, neexistuje žiadna možnosť opustiť kryštálovú mriežku, bez komunikácie s inými časticami. To je možné iba vtedy, keď veľké množstvo energie zvonka.

V kvapalinách, je vzdialenosť medzi časticami, je o niečo väčšia ako v pevných látkach, vyžadujú menej energie rozbiť intermolekulární väzby. Napríklad kvapalný skupenstve kyslíka bolo pozorované iba pri nižšej teplote plynu na -183 ° C Pri -223 ° C O ₂ molekuly vznikne pevná látka. Keď teplota stúpne nad danej hodnoty prevedené do plynného kyslíka. V tejto podobe je za normálnych podmienok. V priemyselných zariadeniach majú špeciálne inštalácie pre oddeľovanie vzduchu atmosféru a získanie z nich predstavuje atóm dusíka a kyslíka. Po prvé, vzduch je ochladzovaný a skvapalnené plyny, a potom postupne zvyšovať teplotu. Dusík a kyslík sú prevedené do plynov v rôznych podmienkach.

Zemská atmosféra obsahuje 21% objemových kyslíka a 78% dusíka. V kvapalnej forme, tieto látky nie sú nájdené v plynnej obálky planéty. Kvapalný kyslík má svetlo modrú farbu, je naplnený vysokotlakových fliaš na použitie v zdravotníckych zariadeniach. V priemysle a stavebníctve, sú potrebné skvapalnené plyny tak mnoho procesov. Kyslík je potrebný pre plynové zváranie a rezanie kovov, chémia - pre anorganické a organické látky, oxidačných reakciách. V prípade, že tlaková fľaša ventil v otvorenej polohe, sa zníži tlak, kvapalina mení na plyn.

Skvapalnený propán, metán a bután sú široko používané v oblasti energetiky, dopravy, priemyslu a domácich aktivít obyvateľov. Tieto látky získané zo zemného plynu alebo krakovanie (štiepenie) ropné suroviny. Carbon kvapalné a plynné zmes hrajú dôležitú úlohu v ekonomike mnohých krajín. Ale ropy a zemného plynu sú vyčerpané. Vedci odhadujú, že tento materiál vydrží 100-120 roky. Alternatívne zdroje energie - prietok vzduchu (vietor). Používa sa pre elektrárne rýchlo tečúcej rieky, prílivy na brehu morí a oceánov.

Kyslík, ako aj iné plyny, ktoré môžu byť vo štvrtej skupenstve, čo predstavuje plazma. Nezvyčajné prechodu z pevného do plynného stavu - charakteristickým rysom kryštalického jódu. Látka tmavo fialovej podstúpi sublimácie - mení sa na plyn, bez toho, aby prechádzal kvapalnom stave.

Vzhľadom k tomu, prechody z jedného agregátu na inú formu hmoty?

Informácie o zmenách skupenstvo látok nesúvisí s chemickými transformáciami, tento fyzikálny jav. Keď teplota stúpa, mnoho pevných látok z taveniny do kvapaliny. Ďalšie zvýšenie teploty môže viesť k odparovaniu, teda do plynného skupenstva. Povaha a ekonomika, tieto prechody sú charakteristické pre jeden z najdôležitejších látok na Zemi. Ľad, kvapalina, para, - stav vody v rôznych prostrediach. Zlúčenina je rovnaká, jeho vzorec - H ₂ O. Pri teplote 0 ° C a nižšia ako táto voda kryštalizuje, ktorý je premenený na ľad. Ako sa teplota zvyšuje spôsobené kryštály sú zničená - ľad topí, sa opäť získa kvapalná voda. Vytvorený pri zahrievaní pary. Odparením - premena vody do plynu - je to aj pri nízkych teplotách. Napríklad, mrazené kaluže postupne mizne, pretože voda sa odparuje. Dokonca aj v chladnom počasí schne mokré oblečenie, ale proces je dlhšia ako v horúcom dni.

Všetky tieto vodných prechodov z jedného štátu do druhého, sú nevyhnutné k povahe Zeme. Atmosférické podmienky, klímy a počasia vo vzťahu k odparovaniu vody z povrchu oceánu, prenos vlhkosti vo forme mrakov a hmly na zemi, zrážok (dážď, sneh, krupobitie). Tieto javy sú základom kolobehu vody na svete.

Ako zmeniť skupenstvo síry?

Za bežných podmienok síry - .. Je jasné lesklé kryštály alebo svetložltý prášok, tj pevné látky. Fyzické zmeny stavu síry pri zahriatí. Po prvé, sa teplota zvýši na 190 ° C, žlté pevnej látky tavenín, stáva pohyblivá kvapalina.

Ak sa rýchlo naleje do kvapalnej síry do studenej vody, sa ukazuje, hnedé amorfný hmoty. Pri ďalšom zahrievaní sa roztavená síra sa stáva viskózna tmavá. Pri teplotách nad 300 ° C, síra skupenstvo sa zmení, látka sa stáva vlastností tekutiny, sa stáva pohyblivé. Tieto prechody sú v dôsledku schopnosti atómov tvoriacich členmi reťazca o rôznych dĺžkach.

Prečo sa hmota môže byť v rôznych fyzických stavoch?

Skupenstvo síra - jednoduchá látka - je pevná pri okolitých podmienkach. Oxid siričitý - plyn, kyselina sírová - olejovitá kvapalina je ťažšie ako voda. Na rozdiel od kyseline chlorovodíkovej a dusičnej nie je prchavý, je jeho povrch neodparoval molekuly. Aký je stav agregácie plastového síry, ktorý sa získa zahrievaním kryštálov?

Amorfný forma má štruktúru kvapalné látky, ktoré majú nízku tekutosť. Ale plast síry zároveň si zachováva svoj tvar (vo forme pevnej látky). K dispozícii sú tekuté kryštály, majú rad charakteristických vlastností pevných látok. To znamená, že stav látky za rôznych podmienok, závisí od jeho povahy, teploty, tlaku a iných podmienkach.

Aké sú znaky v štruktúre pevných látok?

Rozdiely medzi základné úhrn skupenstve sú vysvetlené interakcií medzi atómov, iónov a molekúl. Napríklad, prečo sa pevné skupenstvo vedie k schopnosti udržať telesnú veľkosť a tvar? V kryštálovej mriežke kovovej soli alebo štrukturálne častice sú priťahované k sebe navzájom. V kovov, kladne nabité ióny reagujú s tzv "elektrónového plynu" - akumulácia voľných elektrónov v kovovom dielu. Kryštály soli sú v dôsledku príťažlivosti opačne nabitých častíc - ióny. Vzdialenosť medzi štruktúrne jednotky hore uvedených pevných látok, je oveľa menšie ako rozmery samotných častíc. V tomto prípade sú elektrostatické príťažlivosti úkony, to prepožičiava pevnosť a odpor nie je dostatočne silný.

Zničiť pevného skupenstva, musíme snažiť. Kovy soli, atómové kryštály taví pri veľmi vysokých teplotách. Napríklad, železo stáva kvapalné pri teplotách nad 1538 ° C, Žiaruvzdorný je volfrám, že je vyrobené z vlákna na vláknových žiaroviek. K dispozícii sú zliatiny, ktoré sa stanú kvapaliny pri teplotách nad 3000 ° C, Mnoho hornín a minerálov na Zemi sú v pevnom stave. Táto surovina sa extrahuje pomocou technológie v baniach a lomoch.

Tear aj treba jeden ión kryštálu vynaložiť veľké množstvo energie. Ale to je dosť, aby sa rozpustila soľ vo vode do kryštálovej mriežky je rozdelený! Tento jav je spôsobený úžasné vlastností vody, ako je polárny rozpúšťadlo. H ₂ O molekuly reagujú s iónmi soľou, zničenie spoje medzi nimi. To znamená, že rozpúšťanie - nie je jednoduché miešanie rôznych látok, a fyzikálno-chemické interakcie medzi nimi.

Ako komunikovať s molekulami kvapaliny?

Voda môže byť kvapalný, pevný a plyn (para). To je jeho hlavnou agregát stáť za normálnych podmienok. Molekuly vody sa skladá z jedného atómu kyslíka, ktorý je spojený s dvoma atómami vodíka. Tam polarizácie chemických väzieb v molekule, sa zdá, atómy kyslíka čiastočný záporný náboj. Vodík sa stane kladný pól v molekule, je priťahovaný atómom kyslíka iné molekuly. To je slabá interakcia bol nazývaný "vodíková väzba".

Kvapalnom skupenstve vyznačujúci podľa vzdialenosti medzi štruktúrnymi časticami porovnateľnej veľkosti. Príťažlivosť existuje, ale to je slabá, takže voda nezachováva tvar. Odparovanie dochádza z dôvodu zničenia väzieb, ktorá je na povrchu vody, dokonca aj pri teplote miestnosti.

Existujú medzimolekulárne interakcie v plynoch?

rad parametrov, plynné skupenstvo odlišujú od pevnej látky a kvapaliny. Medzi štrukturálnych častíc plynu existujú veľké medzery, ďaleko presahujúcu veľkosť molekúl. V tomto prípade je sila príťažlivosti nefunguje. Plynný skupenstve charakteristike látok prítomných v zložení vzduchu dusík, kyslík, oxid uhličitý. Na obrázku nižšie prvej kocky naplnené plynom, druhé kvapaline, a tretí - pevná látka.

Mnoho kvapalín sú prchavé, oddelí od ich povrchu, a prejsť do molekúl vzduchu látky. Napríklad, v prípade, že otvor pre otvorenie fľaše s kyselinou chlorovodíkovou, aby vatou namočenou v kvapalnom amoniaku, ktorý sa objaví biely dym. Priamo vo vzduchu spôsobuje chemickú reakciu medzi kyselinou chlorovodíkovou a amoniaku sa získa chlorid amónny. V ktorom skupenstve je toto? Jeho častice tvoriace biely dym, sú najmenšie kryštály soľ v pevnej forme. Tieto skúsenosti by mali byť vykonávané pod kapotou, je toxický.

záver

Fyzický stav plynu študoval mnoho vynikajúcich fyzikov a chemikov: Avogadro číslo, Boyle, Gay-Lussac, Clapeyronova, Mendelejev, Le Chatelier. Vedci formulované zákony, ktoré vysvetľujú správanie plynných látok v chemickej reakcii, ako sa menia podmienky. Otvorené zákony nielen išiel do školských a vysokoškolských učebníc fyziky a chémie. Mnoho chemická výroba na základe znalostí správania a vlastností látok v rôznych súhrnných štátoch.