Charakterystyka stanów materii

Jesteśmy otoczeni materią. Wszystko wokół nas, w tym my sami, jest materią. Chociaż każda materia jest inna, istnieje szereg cech, które pozwalają nam klasyfikować ją według stanu skupienia, to znaczy tego, jak trzymane są razem jej cząsteczki.

Istnieje kilka ogólnych kryteriów klasyfikacji i opisu charakterystyka stanów skupienia. Są to objętość, kształt i ściśliwość oraz spójność molekularna. Objętość odnosi się do miejsca zajmowanego przez ciało w przestrzeni, które może być stałe, rozszerzać się lub kurczyć. Kształt jest brany pod uwagę w tym sensie, że przedmiotowa materia może przybrać kształt pojemnika, który ją zawiera, wypełniając wszystko, lub że zachowuje swój własny kształt. Ściśliwość to zdolność ciała do ściśnięcia, do zajmowania mniejszej objętości. Kohezja odnosi się do siły, z jaką sklejają się cząsteczki tworzące materię. Te więzi mogą być silne lub słabe.

Charakterystyka materii w stanie stałym

W stanie stałym cząsteczki materii utrzymują ze sobą silne siły kohezji, co pozwala im mieć kształt i objętość stałe, to znaczy zachowują swój kształt, ich objętość jest zawsze taka sama i są nieściśliwe, to znaczy nie można ich ściskać i zmniejszać jego objętość. Ze względu na kohezję ich cząsteczek często zdarza się, że gdy zmieniają swój kształt, osiągają punkt, w którym pękają, ponieważ ich cząsteczki nie ślizgają się łatwo po sobie. Przykładami takiego stanu skupienia są metale, drewno czy plastik.

• Jego cząsteczki mają bardzo silne siły kohezyjne, więc są bardzo blisko siebie.
• Mają stały kształt.
• Mają stałą objętość
• Nie można ich skompresować.
• Jego cząsteczki mają niewielką ruchliwość, więc chociaż mogą się rozciągać, pod wpływem siły mają tendencję do pękania.

Charakterystyka stanu ciekłego materii

W stanie ciekłym siły kohezji między cząsteczkami są mniejsze, co pozwala na ich ślizganie się po sobie. Ta zdolność ślizgowa cząsteczek pozwala im zachować stałą objętość i jednocześnie przybrać kształt pojemnika, który je zawiera, wypełniając ich luki. Są również nieściśliwe i nie mogą zmniejszyć swojej objętości. Są płynne, więc jeśli ich strumień zostanie przerwany, a następnie kontynuowany, łączy się w jedno ciało. Przykładami płynów są woda, rtęć lub magma wulkaniczna.

• Jego cząsteczki mają silne siły kohezyjne, więc są bardzo blisko siebie, ale mogą się po sobie ślizgać.
• Nie mają określonego kształtu, więc przybierają kształt pojemnika, który je zawiera.
• Mają stałą objętość
• Nie można ich skompresować
• Ich cząsteczki są bardzo mobilne, więc mają tendencję do sklejania się, nawet jeśli ich przepływ zostanie przerwany lub zostanie przyłożona siła.

Charakterystyka stanu gazowego materii

W tym stanie skupienia kohezja molekuł jest bardzo słaba, więc są one szeroko od siebie oddzielone. Nie mają określonego kształtu i mogą przyjąć kształt pojemnika, który je zawiera. Przy słabych siłach spójności, które mają tendencję do odpychania się nawzajem, ich objętość również nie jest stała, zajmuje największą możliwą objętość, ale jednocześnie można ją skompresować, aby zajmowała bardzo mały. Przykładami materii w stanie gazowym są powietrze, gaz do gotowania lub dym.

• Jego cząsteczki mają słabe siły kohezyjne, dzięki czemu są rozdzielone i swobodnie się poruszają.
• Nie mają określonego kształtu, więc przybierają kształt pojemnika, który je zawiera.
• Będąc tak daleko od siebie, nie mają stałej objętości, dzięki czemu można je skompresować i zajmować mniejszą objętość.
• Ze względu na separację molekularną nie przewodzą prądu.

Charakterystyka stanu skupienia materii w plazmie

Często słyszymy to słowo w dzisiejszych czasach, zwłaszcza gdy słyszymy o telewizorach z płaskim ekranem. Plazma to czwarty stan skupienia. W pewnych warunkach stan plazmy jest podobny do stanu gazowego: jego spójność molekularna wynosi bardzo słaba, nie ma określonego kształtu, przybiera kształt pojemnika, w którym się znajduje i jest ściśliwa. W warunkach ogólnych gaz ma niski poziom jonizacji, więc jego cząsteczki są stabilne, a gaz nie jest przewodnikiem elektryczności. Różnica ze stanem gazowym polega na tym, że w plazmie większość jej cząsteczek jest zjonizowana, co oznacza, że ​​mają ładunki elektryczne, że pod wpływem pola magnetycznego lub elektrycznego zareagują przyspieszając cząstki i powodując wstrząsy, które spowodują uwolnienie cząstek subatomowy. Zjawisko to jest wykorzystywane w wynalazkach, takich jak lampy energooszczędne, w których żarniki wytwarzają pole elektryczne, które gdy przyspieszanie cząsteczek pary rtęci wewnątrz lampy, powodując ich zderzenie i emisję fotonów, czyli lekki. Ta sama zasada jest stosowana do ekranów plazmowych, gdzie każdy piksel (każdy punkt koloru) składa się z trzech komórek, po jednej dla każdego koloru (zielony, czerwony i niebieski); Każdy z nich zawiera gaz neonowy lub ksenonowy, które pod wpływem polaryzacji i ze względu na różnice napięć emitują fotony; kombinacja komórek emitujących fotony i liczba emitowanych fotonów umożliwia wyświetlanie dowolnego koloru w tym pikselu.

• Dzielą ogólną charakterystykę gazów.
• Jego cząsteczki mają słabe siły kohezyjne, dzięki czemu są rozdzielone i swobodnie się poruszają.
• Nie mają określonego kształtu, więc przybierają kształt pojemnika, który je zawiera.
• Będąc tak daleko od siebie, nie mają stałej objętości, dzięki czemu można je skompresować i zajmować mniejszą objętość.
• Jego cząsteczki są zjonizowane, więc jest przewodnikiem elektryczności.

Innym kryterium, które należy wziąć pod uwagę przy opisywaniu stanów skupienia materii, są kryteria temperatury i ciśnienie, ponieważ to samo ciało może mieć różne stany, jeśli zmienia się temperatura lub ciśnienie, którym jest poddawane. Przykładem tego jest woda. W średnich temperaturach (od 1°C do 90°C) woda jest płynna. Gdy temperatura wzrasta, odparowuje i przechodzi w stan gazowy. Ten punkt parowania jest związany z wysokością nad poziomem morza. Na poziomie morza woda wrze w 100 ° C, a wraz ze wzrostem wysokości temperatura wrzenia spada; na przykład na wysokości 2000 metrów (jak w Mexico City) temperatura wrzenia wynosi 92 ° C. Z drugiej strony woda przybiera stan stały, gdy jest w bardzo niskich temperaturach. Od 0 ° C woda zamarza i krzepnie. Pozostanie w stanie stałym tak długo, jak będzie utrzymywał te niskie temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury powraca do stanu ciekłego.

Zmiany w stanie skupienia materii:

Nie każda materia zmienia stan w ten sam sposób. Niektóre mogą na przykład przejść z ciał stałych do gazów bez przechodzenia przez stan ciekły. Nazwy zmian stanu są następujące:

Połączenie. Dzieje się tak, gdy ciało stałe przechodzi w stan ciekły pod wpływem ciepła. Dzieje się tak np. gdy żelazko jest podgrzewane do ponad 4500 °C.

Zestalenie. Dzieje się tak, gdy ciecz przechodzi w stan stały, zazwyczaj gdy spada jej temperatura. Dzieje się tak, gdy woda osiąga temperaturę 0 ° lub mniej.

Odparowanie. Dzieje się tak, gdy ciecz po podwyższeniu temperatury przechodzi w stan gazowy. Dzieje się tak np. z amoniakiem, który paruje w temperaturze pokojowej.

Sublimacja. Dzieje się tak, gdy ciało stałe przechodzi w stan gazowy bez przechodzenia przez stan ciekły. Jest to zauważalne przy stałym CO2 (zwanym również suchym lodem).

Odwrócona sublimacja. Jest to odwrotność poprzedniego procesu, kiedy gaz przechodzi w stan stały bez przechodzenia przez ciecz. Dzieje się tak np. gdy opary jodu poddawane są działaniu niskich temperatur, tworząc kryształy jodu.

Kondensacja. Dzieje się tak, gdy para obniża swoją temperaturę, przyjmując postać ciekłą, stabilniejszą w tej temperaturze. Tak dzieje się z parą wodną, ​​gdy temperatura spada poniżej 90 lub 100°C.

Skraplanie. W procesie tym materia, która w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia atmosferycznego jest gazem, poddawana jest działaniu wysokich ciśnień i niskich temperatur, co powoduje, że przyjmuje stan ciekły. Jest to proces, któremu poddawany jest skroplony gaz ropopochodny, który ma być transportowany i magazynowany do użytku domowego w piecach.