Celkový stav hmoty. Změna stavu hmoty
Veškerá záležitost může existovat v jednom ze čtyř typů. Každý z nich je určitým agregačním stavem hmoty. V povaze Země je ve třech z nich najednou jen jeden. To je voda. Je snadno vidět a odpařovat, roztavil se a vytvrzel. To znamená pára, voda a led. Vědci se naučili změnit stav agregace hmoty. Největší problém pro ně je jen plazma. Tento stav vyžaduje zvláštní podmínky.
Co je to, na čem to závisí a jak to charakterizuje?
Pokud se tělo přestěhovalo do jiného stavu agregace látky, pak to neznamená, že se objevilo něco jiného. Látka zůstává stejná. Pokud by tekutina měla molekuly vody, pak budou stejné s párou s ledem. Pouze jejich umístění, rychlost pohybu a síly vzájemné interakce se změní.
Při studiu tématu "Agregátní stavy (8. ročník)" jsou zvažovány pouze tři. To je kapalný plyn a pevný. Jejich projevy závisí na fyzických podmínkách prostředí. Charakteristiky těchto stavů jsou uvedeny v tabulce.
| Název stavu agregace | pevné tělo | kapaliny | plynu |
| Jeho vlastnosti | udržuje tvar s objemem | má konstantní objem, má tvar plavidla | nemá konstantní objem a tvar |
| Uspořádání molekul | v mřížkových bodech | nepravdivé | chaotický |
| Vzdálenost mezi nimi | srovnatelné s velikostí molekul | přibližně rovna velikosti molekul | výrazně větší než jejich velikost |
| Jak se pohybují molekuly | pohybovat kolem mřížky | nehýbejte se od místa rovnováhy, ale někdy dělají velké skoky | náhodný s občasnými kolizemi |
| Jak se vzájemně ovlivňují | silně přitahoval | silně přitahovány k sobě navzájem | nejsou přitahovány, působí odpudivé síly při nárazu |
První stav: pevný
Jeho základní rozdíl od ostatních je, že molekuly mají přesně definované místo. Když mluví o pevném stavu agregace, často odkazují na krystaly. V nich je mřížová struktura symetrická a přísně periodická. Proto se vždy zachovává, do jaké míry se tělo nerozšíří. Oscilační pohyb molekul látky nestačí k zničení této mřížky.
Ale existují také amorfní těla. Chybí jim přísná struktura uspořádání atomů. Mohou být kdekoliv. Ale toto místo je stejně stabilní jako v krystalickém těle. Rozdíl mezi amorfními a krystalickými látkami spočívá v tom, že nemají určitou teplotu tání (tuhnutí) a pro ně je charakteristická tekutost. Živé příklady takových látek: sklo a plast.
Druhý stav: kapalina
Tento agregativní stav hmoty je křížem mezi pevným a plynem. Proto kombinuje některé vlastnosti prvního a druhého. Takže vzdálenost mezi částicemi a jejich interakce je podobná tomu, co bylo u krystalů. Ale umístění a pohyb blíže k plynu. Proto kapalina nezachovává tvar, ale rozprostírá se přes nádobu, do které se nalévá.
Třetí stav: plyn
Pro vědu nazvanou "fyzika", agregátní stav ve formě plynu není naposledy. Koneckonců, studuje svět kolem sebe a vzduch v něm je velmi běžný.
Zvláštnosti tohoto stavu spočívají v tom, že interakční síly mezi molekulami prakticky chybí. To vysvětluje jejich volný pohyb. Díky tomu plynná látka vyplňuje celý objem, který je k ní dodán. A v tomto stavu můžete vše přenést, stačí jen zvýšit teplotu na požadovanou hodnotu.
Čtvrtý stav: plazma
Tento agregátní stav hmoty je plyn, který je zcela nebo částečně ionizován. To znamená, že počet negativně a pozitivně nabitých částic je téměř stejný. Tato situace nastává, když se plyn zahřívá. Pak dochází k ostrému zrychlení procesu tepelné ionizace. Spočívá ve skutečnosti, že molekuly jsou rozděleny na atomy. Ty pak se změní na ionty.
V rámci vesmíru je takový stav velmi běžný. Protože obsahuje všechny hvězdy a prostředí mezi nimi. V hranicích zemského povrchu se vyskytuje extrémně vzácně. S výjimkou ionosféry a slunečního větru je plazma možná pouze při bouřce. Při zábleskovém záblesku jsou vytvářeny takové podmínky, ve kterých plyny atmosféry procházejí do čtvrtého stavu hmoty.
To ale neznamená, že plazma není v laboratoři vytvořena. První věc, která byla schopna reprodukovat, je plynový výboj. Nyní plazma vyplňuje fluorescenční světla a neonovou reklamu.
Jak je přechod mezi státy?
K tomu je třeba vytvořit určité podmínky: konstantní tlak a specifickou teplotu. V tomto případě je změna agregátních stavů látky doprovázena uvolněním nebo absorpcí energie. Navíc tento přechod nedochází k rychlosti blesku, ale vyžaduje určitý čas. Po celou tuto dobu musí být podmínky nezměněny. Přechod nastává se současnou existencí látky dvěma způsoby, které udržují tepelnou rovnováhu.
První tři stavy hmoty mohou jít navzájem. Existují přímé a reverzní procesy. Mají následující názvy:
- tavení (od pevných látek po kapaliny) a krystalizace , jako je tání ledu a kalená voda;
- odpařování (od kapaliny k plynné) a kondenzace , příkladem je odpařování vody a její výroba z páry;
- sublimace (od tuhých po plynné) a desublimaci , například odpařování suché příchutě pro první a mrazové vzory na skle do druhého.
Fyzika tavení a krystalizace
Je-li pevná látka zahřátá, pak při určité teplotě, nazývané bod tání konkrétní látky, začne změna stavu agregace, tzv. Tání. Tento proces přichází s absorpcí energie, která se nazývá množství tepla a je označena písmenem Q. Pro jeho výpočet potřebujete znát specifické teplo fúze , které je označeno λ . A vzorec má následující výraz:
Q = λ * m , kde m je hmotnost látky, která se podílí na tavení.
Pokud nastane reverzní proces, tj. Krystalizace kapaliny, podmínky se opakují. Jediným rozdílem je uvolnění energie a ve vzorci se objeví znak mínus.
Fyzika odpařování a kondenzace
Při pokračujícím ohřevu látky se postupně přiblíží teplotě, při které začne intenzivní odpařování. Tento proces se nazývá odpařování. Opět se vyznačuje absorpcí energie. Pouze pro jeho výpočet je nutné znát specifické teplo odpařování r . A vzorec bude:
Q = r * m .
Reverzní proces nebo kondenzace nastává při jeho uvolnění množství tepla. Proto se ve vzorci znovu objeví mínus.