Care este starea fizică? Statul de materie

Întrebări despre ce starea de agregare, ce caracteristici și proprietăți sunt solide, lichide și gaze sunt acoperite în mai multe cursuri de formare. Există trei stări clasice ale materiei, cu caracteristicile sale structura caracteristică. Înțelegerea lor este un punct important în înțelegerea științele pământului, organismele vii ale activității industriale. Aceste probleme studiaza fizica, chimie, geografie, geologie, chimie fizică și alte discipline științifice. Substanțele sunt, în anumite condiții, într-una din cele trei tipuri de bază de stări pot fi modificate prin creșterea sau descreșterea temperaturii, presiunii. Luați în considerare posibilele tranziții de la o stare la alta pe măsură ce apar în natură, artă și viața de zi cu zi.

Care este starea fizică?

Cuvântul de origine latină „aggrego“ tradus în rusă înseamnă „pentru a atașa.“ Termenul științific se referă la o stare de aceeași substanță a corpului. Existența sub anumite valori de temperatură și presiune solide diferite, gaze și lichide este tipic pentru toate cochiliile Pământului. În plus față de cele trei stări de agregare de bază, există, de asemenea, un sfert. La temperatură ridicată și la presiune constantă de gaz este convertită în plasmă. Pentru a înțelege mai bine ce este necesar starea de agregare a aminti cele mai mici particule care alcătuiesc materia și corpul.

În schema prezentată mai sus: și - gaz; b - un lichid; cu - solid. In aceste figuri cercurile sunt marcate elementele structurale substanțe. Acest simbol, de fapt, atomi, molecule, ioni nu sunt bile solide. Atomii compus din nucleul încărcat pozitiv în jurul căruia se deplasează cu o viteză de electroni încărcați negativ. Cunoașterea structurii microscopice a materialului pentru a vă ajuta să înțeleagă mai bine diferențele care există între diferitele forme agregate.

Idei despre Microworld: din Grecia antică până în secolul al XVII-

Primele informații despre particule, din care corpul fizic pliate, a apărut în Grecia antică. Ganditorii Demokrit și Epicur a introdus un concept, cum ar fi un atom. Ei au crezut că cele mai mici particule indivizibile de substanțe diferite au o formă dimensiune, capabile de mișcare și interacțiune definită unul cu altul. Atomism a fost cea mai avansată pentru timpul său, învățăturile Greciei antice. Dar dezvoltarea sa stagnat în Evul Mediu. De atunci, oamenii de știință au urmărit Inchiziției Bisericii Romano-Catolice. De aceea, până în vremurile moderne, nu a existat nici un concept clară a ceea ce stare a materiei. Abia după ce oamenii de știință din secolul al XVII-lea, Robert Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton, Lavoisier a formulat teoria atomo-moleculară, nu și-au pierdut relevanța lor astăzi.

Atomi, molecule, ioni - particule microscopice de structura materiei

Un progres major in intelegerea microcosmosul a avut loc în secolul XX, când microscop electronic a fost inventat. Având în vedere descoperirile făcute de oamenii de știință înainte, a reușit să stabilească o imagine coerentă a Microworld. Teoria care descrie starea și comportamentul cele mai mici particule de materie, destul de complexe, care fac parte din domeniul fizicii cuantice. Pentru înțelegerea diferitelor state agregate ale materiei suficient să cunoască numele și caracteristicile structurale ale particulelor de bază care formează substanțe diferite.

1. Atomii - chimic particule indivizibile. Depozitat în reacții chimice, dar sunt distruse în nuclear. Metale și multe alte materiale ale structurii atomice sunt agregate stare solidă în condiții normale.
2. Molecule - particulele care sunt formate și distruse în reacții chimice. Structura moleculara sunt oxigen, apa, dioxidul de carbon, sulf. Starea fizică din oxigen, azot, dioxid de sulf, carbon, oxigen, în condiții convenționale - gazoasă.
3. Ionii - particulele încărcate, care sunt convertite în atomi și molecule care sunt atașate sau pierd electroni - particule microscopice incarcate negativ. Structura Ionic au o mulțime de sare, cum ar fi sodiu, fier și sulfat de cupru.

Orice substanță, care particulele sunt aranjate într-un anumit mod în spațiu. Poziția relativă ordonată de atomi, ioni, molecule numite zăbrele. De obicei, zăbrele cristaline ionice și atomic caracterizat pentru solide moleculare - pentru lichide și gaze. duritate mare de diamant este diferit. zăbrele cristalină atomică formată de atomi de carbon. Dar, de asemenea, grafit moale este format din atomi ai unui element chimic. acestea sunt doar în mod diferit distribuite în spațiu. Mediu de sulf agregat de stat - solid, dar la temperaturi ridicate materialul devine masa lichidă și amorfă.

Substanță în stare solidă

Solidele în condiții normale stocate volum și formă. De exemplu, cereale, cereale de zahăr, sare, o bucată de piatră sau metal. Dacă încălziți zahărul, substanța începe să se topească, transformându-se într-un lichid vâscos maro. Se oprește încălzirea - înapoi pentru a da un solid. Prin urmare, una dintre principalele condiții ale corpului solid pentru tranziție lichid - încălzirea sau ridicarea energia internă a particulelor de materie. sare în stare solidă, care este utilizat în produsele alimentare, de asemenea, se poate schimba. Dar, pentru a se topi clorura de sodiu, au nevoie de o temperatură mai mare de zahăr de încălzire. Faptul că zahărul este compus din molecule, și sare - de ioni încărcați, care sunt puternic atrasi unul de celalalt. Solidele nu își păstrează forma în formă lichidă, deoarece rețelele cristaline sunt distruse.

stare lichidă prin topirea sării se datorează ruperii comunicării dintre ionii din cristale. Scutește particule încărcate care pot transporta sarcini electrice. săruri topite conduc electricitate, sunt conductori. În industria chimică, industriile metalurgică și inginerie solide sunt transformate în lichide pentru unul dintre noi compuși sau conferi diferite forme. Nu a fost utilizarea pe scară largă a aliajelor metalice. Există mai multe modalități de a se implica cu schimba starea de agregare a materiei prime solide.

Lichid - una dintre stările de bază de agregare

Când se toarnă într-un balon cu fund rotund cu 50 ml de apă, se poate observa că materialul va forma recipientul imediat chimic. Dar, de îndată ce vom varsati apa din balon, lichidul să fie imediat întins pe suprafața mesei. Volumul de apă va rămâne aceeași - 50 ml, iar forma sa se va schimba. Aceste caracteristici sunt caracteristice formei lichide de existență a materiei. Lichidele sunt multe substanțe organice: alcooli, uleiuri vegetale, acizi.

Lapte - .. O emulsie, adică lichid în care se găsesc picături de grăsime. fosil lichid util - ulei. Extras-l din alveolă cu platformele petroliere de pe uscat și în ocean. Apa de mare este, de asemenea, o materie primă pentru industrie. Acesta diferă de lacurile de apă dulce și râuri este de a menține substanțele dizolvate, în principal săruri. Cu iazuri de evaporare de suprafață în veniturile stare de vapori numai molecule de H ₂ O, soluți rămân. Pe aceste metode bazate pe proprietatea de a obține nutrienți din apă de mare și cum să-l curățați.

Când îndepărtarea completă a sărurilor preparate cu apă distilată. Se fierbe la 100 ° C, ingheata la 0 ° C, Saramuri se fierbe și să se întoarcă la gheață, la alți indicatori de temperatură. De exemplu, apa din Oceanul Arctic îngheață la o temperatură la suprafață de 2 ° C,

Starea fizică a mercurului în condiții normale - lichid. Acest metal gri-argintiu este de obicei umplut cu termometru medical. Când este încălzit, mercurul se ridica pe scara, există un agent de expandare. De ce în termometrele stradale folosesc colorat cu alcool vopsea roșie în loc de mercur? Acest lucru se explică prin proprietățile metalului lichid. La 30 de grade sub zero, mercur, modificări de starea de agregare, materialul devine solid.

Dacă termometru medical rupt și turnat mercurul, bile de argint pentru a colecta arme periculoase. Dăunător pentru inhaleze vapori de mercur, este o substanță foarte toxică. Copiii, în astfel de cazuri, este necesar să se solicite ajutorul părinților, adulților.

stare gazoasă

Gaza nu este în măsură să mențină lui sau volum sau de formă. Se umple balonul până la oxigenul superior (formula chimică O _2). De îndată ce vom deschide vasul, moleculele de substanță va fi amestecat cu aerul din cameră. Acest lucru se datorează mișcarea browniană. Antic om de știință grec Democrit credea că particulele de materie sunt în continuă mișcare. Solidele in conditii normale, atomi, molecule, ioni, nu există nici o posibilitate de a părăsi rețeaua cristalină, liberă de comunicare cu alte particule. Acest lucru este posibil numai atunci când o cantitate mare de energie din exterior.

În lichide, distanța dintre particule este puțin mai mare decât în solide, acestea necesită mai puțină energie pentru a rupe legăturile intermoleculare. De exemplu, starea de agregare lichidă a oxigenului a fost observată numai la temperatura gazului mai scăzută la -183 ° C La -223 ° C O ₂ molecule formează un solid. Când temperatura crește peste valorile date transformate in oxigen gazos. În această formă, este în condiții normale. La instalațiile industriale au instalații speciale pentru separarea aerului atmosferic și obținerea din acesta azot și oxigen. Mai întâi, aerul este răcit și lichefiat și apoi crește treptat temperatura. Azot și oxigen sunt transformate în gaze la diferite condiții.

atmosfera terestră conține 21% volum oxigen și 78% azot. În formă lichidă, aceste substanțe nu se găsesc în plicul gazos al planetei. oxigen lichid are o culoare albastru deschis, este umplut cu cilindri de înaltă presiune pentru utilizare în unitățile medicale. În industrie și construcții, sunt necesare gaze lichefiate pentru atât de multe procese. Oxigenul este necesar pentru sudarea cu gaz si metale de taiere, Chimie - pentru reacții anorganice și organice de oxidare materiei. Dacă supapa cilindrului de oxigen deschis, presiunea este redusă, lichidul se transformă în gaz.

Propan lichefiat, metan și butan sunt utilizate pe scară largă în energie, transporturi, industrie și activitățile casnice ale populației. Aceste substanțe obținute din gaze naturale sau prin cracarea (scindare) a materiei prime petroliere. lichid de carbon și un amestec gazos joacă un rol important în economia multor țări. Dar rezervele de petrol și gaze naturale sunt grav epuizate. Oamenii de știință estimează că acest material va dura timp de 100-120 de ani. sursă de energie alternativă - debitul de aer (vânt). Folosit pentru centrale electrice care curge rapid râuri, mareele de pe malul mărilor și oceanelor.

Oxigen, precum și a altor gaze care pot fi în a patra stare de agregare, care reprezintă o plasmă. tranziție neobișnuită de la solid la stare gazoasă - o trăsătură caracteristică a iodului cristalin. Substanța întunecată este supus violet sublimare - se transformă într-un gaz, fără a trece printr-o stare lichidă.

Deoarece trecerile de la un agregat la o altă formă de materie?

Modificări în starea de agregare a substanțelor care nu sunt legate de transformările chimice, acest fenomen fizic. Când temperatura crește, multe solide se topesc într-un lichid. Creșterea în continuare a temperaturii poate duce la evaporarea, adică la starea gazoasă a materiei. Natura și economia, astfel de tranziții sunt caracteristice una dintre cele mai importante substanțe de pe Pământ. Gheață, lichide, vapori, - o stare de apă în diferite medii. Compusul este aceeași, formula sa - H ₂ O. La o temperatură de 0 ° C și sub această apă cristalizeaza, care este transformat în gheață. Pe măsură ce temperatura crește cauzate cristalele sunt distruse - gheața se topește, apa lichidă se obține din nou. Formată în timpul încălzirii cu abur. Evaporarea - transformarea apei în gazul - chiar și la temperaturi scăzute. De exemplu, bălți congelate dispar treptat, pentru că apa se evaporă. Chiar și în vreme rece, se usuca hainele ude, dar procesul este mai lung decât într-o zi fierbinte.

Toate aceste tranziții de apă de la un stat la altul sunt esențiale pentru natura Pământului. Condiții atmosferice, climatice și meteorologice legate de evaporarea apei de la suprafața oceanului, transferul de umiditate sub formă de nori și ceață pe uscat, precipitații (ploaie, zăpadă, grindină). Aceste fenomene sunt baza ciclului de apă din lume.

Cum de a schimba starea de agregare a sulfului?

În condiții obișnuite de sulf - .. Este cristale strălucitoare luminoase sau pulbere de culoare galben deschis, adică solidul. Modificări de sulf Starea fizică atunci când este încălzit. În primul rând, temperatura este ridicată la 190 ° C se topește solid galben, devenind un lichid mobil.

Dacă se toarnă rapid sulful lichid în apă rece, se transformă în masă amorfă maro. După încălzirea suplimentară a sulfului topit devine întunecat mai vâscos. La temperaturi de peste 300 ° C, starea agregatului de sulf din nou se schimbă, substanța devine proprietăți de fluid, devine mobil. Aceste tranziții se datorează capacității de atomi membri care formează lanțuri de diferite lungimi.

De ce contează poate fi în diferite stări fizice?

Fizică sulf stare - substanță simplă - este solid în condiții ambiante. Dioxid de sulf - gaz, acid sulfuric - un lichid uleios este mai greu decât apa. Spre deosebire de acizii clorhidric și azotic nu este volatil, suprafața sa nu se evapora molecula. Care este starea de agregare a unui sulf din material plastic, care se obține prin încălzirea cristalelor?

Forma amorfă are o structură de substanță lichidă, având fluiditate scăzută. Dar sulf din plastic în același timp, își păstrează forma (ca solid). Există cristale lichide, posedă un număr de proprietăți caracteristice ale solidelor. Astfel, starea substanței în diferite condiții depinde de natura sa, temperatura, presiunea și alte condiții de mediu.

Care sunt caracteristicile în structura solidelor?

Diferențele dintre statele agregate de bază ale materiei sunt explicate prin interacțiunea dintre atomii, ionii și moleculele. De exemplu, de ce o stare solidă a materiei duce la capacitatea de a menține dimensiunea corpului și forma? În rețeaua cristalină a sării de metal sau particulele structurale sunt atrași unul de celălalt. In metale, ionii încărcați pozitiv interacționează cu așa-numitul „gaz de electroni“ - acumularea de electroni liberi în piesa metalică. Cristalele de săruri se datorează atragerii particulelor încărcate oppositely - ioni. Distanța dintre unitățile structurale ale solidelor de mai sus este mult mai mică decât dimensiunile particulelor în sine. În acest caz, electrostatice actele de atracție, ea conferă putere, iar repulsia nu este suficient de puternic.

Pentru a distruge starea solidă a materiei, trebuie să facem un efort. săruri metalice, cristalele atomice se topesc la temperaturi foarte ridicate. De exemplu, fierul devine lichid la temperaturi de peste 1538 ° C Refractare este de tungsten, acesta este fabricat din filamentul la becuri cu filament. Sunt aliaje care devin lichide la temperaturi de peste 3000 ° C, Multe roci și minerale de pe Pământ se află în stare solidă. Acest material brut este extras cu ajutorul tehnologiei în mine și cariere.

Tear chiar și un singur ion de cristal este necesar să consume mari cantități de energie. Dar este suficient pentru a dizolva sarea în apă a rețelei cristaline este rupt! Acest fenomen se datorează proprietăților uimitoare de apă, ca solvent polar. ₂ O molecule H reacționează cu ionii de sare, distrugând legătura dintre ele. Astfel, dizolvarea - nu este simpla amestecare a diferitelor substanțe și interacțiune fizico-chimică între ele.

Cum de a interacționa cu moleculele de lichide?

Apa poate fi un lichid, solid și gaz (abur). Acesta este principalul său starea de agregare în condiții normale. Moleculele de apă sunt compuse dintr-un atom de oxigen, care este asociat cu doi atomi de hidrogen. polarizare Există de legături chimice în moleculă, apare la atomii de oxigen sarcină negativă parțială. Hidrogenul devine pol pozitiv în moleculă, acesta este atras de un atom de oxigen al unei alte molecule. Aceasta este interacțiunea slabă a fost numită „legătura de hidrogen“.

o stare lichidă caracterizată prin distanța dintre particulele structurale de dimensiuni comparabile. Atracția există, dar este slabă, astfel încât apa să nu-și menține forma. Vaporizarea se produce din cauza distrugerii de obligațiuni, care este pe suprafața apei chiar și la temperatura camerei.

Există interacțiuni intermoleculare în gaze?

un număr de parametri stare gazoasă a materiei distinsă de solid și lichid. Între particulele structurale de gaz, există lacune mari, care depășesc cu mult dimensiunea moleculelor. În acest caz, forța de atracție nu funcționează. Stare gazoasă a caracteristicii de agregare a substanțelor prezente în compoziția aerului: azot, oxigen, dioxid de carbon. Figura de mai jos primul cub umplut cu gaz, un al doilea lichid, iar al treilea - o substanță solidă.

Multe lichide sunt volatile, desprinse de la suprafața lor și du-te în substanța molecule de aer. De exemplu, în cazul în care gaura pentru a deschide sticle cu acid clorhidric pentru a aduce vată îmbibat în amoniac lichid, care apare fum alb. Direct în aer cauzează o reacție chimică între acidul clorhidric și amoniac, se obține clorura de amoniu. În ce stare de agregare este chestia asta? particulele sale care formează fum alb, sunt cele mai mici cristale de sare solide. Această experiență trebuie efectuată sub capota, acesta este toxic.

concluzie

Fizică de gaze de stat studiat de mulți fizicieni și chimiști remarcabile: numărul lui Avogadro, Boyle, Gay-Lussac, Clapeyron, Mendeleev, Le Chatelier. Oamenii de știință au formulat legile care explică comportarea substanțelor gazoase într-o reacție chimică, în condiții de schimbare. Legile deschise nu a mers doar în manualele școlare și universitare de fizică și chimie. Multe chimice de producție pe baza cunoștințelor despre comportamentul și proprietățile substanțelor în diferite stări agregate.