Stany Materii

Właściwości Każdego Państwa

Wyświetl Aktywność

Słownictwo

Wyświetl Aktywność

Dyskusja Starter

Wyświetl Aktywność

Historia Cząstki Wody

Wyświetl Aktywność

Zmiany Stanu

Wyświetl Aktywność

Porównać i Kontrastować

Wyświetl Aktywność

Stany stanu tła

Materia występuje w trzech stanach: stałym , ciekłym lub gazowym . Każdy stan ma inny układ cząstek, który umożliwia poruszanie się cząstek (lub ich brak), a czasem ten układ cząstek może się zmieniać, zmieniając stan materii. Dodanie energii cieplnej do układu cząstek zwiększa średnią energię kinetyczną. Spadek energii kinetycznej może obniżyć temperaturę układu lub zmienić stan układu z gazu na ciecz lub ciecz na ciało stałe.

W ciele stałym cząstki są ułożone w regularny wzór i są bardzo blisko siebie. Nie mogą się poruszać wokół siebie, ale wibrują wokół stałego punktu. Spośród trzech stanów cząstki w ciałach stałych mają najniższą energię kinetyczną. Gdy cząstki otrzymują więcej energii cieplnej (często po podgrzaniu), wibrują bardziej. Gdy cząstki będą miały wystarczającą energię do poruszania się wokół siebie, stan zmienia się ze stałego w ciekły. Ilość energii kinetycznej potrzebnej do przekształcenia ciała stałego w ciecz zależy od składu ciała stałego i jego „temperatury topnienia”.

W cieczy cząstki są nadal bardzo blisko siebie, ale mają losowy układ. Wciąż wibrują, ale mogą przesuwać się obok siebie, co pozwala na przepływ cieczy. Zdolność cząsteczek do poruszania się jest również powodem, dla którego ciecze wypełnią kształt dowolnego pojemnika, w którym się znajdują. Jeśli podgrzamy te cząstki jeszcze bardziej, wiązania między cząsteczkami pękną i staną się one gazem.

Układ cząstek dla gazów jest losowy, a cząstki są rozłożone. Latają, zderzając się ze sobą i bokami swoich pojemników. Między cząsteczkami jest dużo przestrzeni, co oznacza, że gazy można sprężać. Im bardziej są skompresowane, tym bardziej zderzają się ze swoim pojemnikiem i sobą. Zderzenie cząstek i innych materiałów wywiera siłę zwaną ciśnieniem .

Na ciśnienie wpływają różne czynniki, takie jak temperatura układu, liczba cząstek i objętość pojemnika. Ciśnienie w systemie może wpływać na stan sprawy. Przy wysokim ciśnieniu potrzeba więcej energii cieplnej, aby cząstki mogły przejść z fazy ciekłej do fazy gazowej. Przy niskim ciśnieniu jest odwrotnie; potrzeba mniej energii cieplnej, aby cząstki mogły przejść z fazy ciekłej do fazy gazowej.

Najczęściej stosowanym przykładem do nauczania studentów o stanach materii jest H ₂ O lub woda. Jest to jedna z niewielu substancji, które można naturalnie znaleźć na Ziemi we wszystkich trzech stanach. Woda ma temperaturę topnienia 0 ° C (32 ° F, 273,2 K) i temperaturę wrzenia 100 ° C (212 ° F i 373,2 K). Woda jest najczęściej używana, ponieważ uczniowie mają doświadczenie we wszystkich trzech stanach. Lód, woda i para są wykonane z tego samego rodzaju cząstek, ale każda z substancji wygląda i czuje się zupełnie inaczej. Woda jest jednak dość dziwna; lód jest mniej gęsty niż woda, a ciało stałe unosi się na powierzchni cieczy, co nie jest typowe dla innych substancji. Ta osobliwość pozwoliła przetrwać żywym stworzeniom w wodzie zaizolowanej lodem i pozwoliła na ewolucję życia tak, jak miało to miejsce.

Ćwiczenia w tym planie lekcji wykorzystują prosty model kulkowy cząstek do wyjaśnienia bardziej skomplikowanych cząsteczek, aby zapewnić uczniom solidną podstawę zrozumienia. „Cząstka” wody składa się w rzeczywistości z trzech atomów, ale traktowanie jej jako jednej cząstki ułatwia zrozumienie przy opisie rozmieszczenia cząsteczek. Ważne jest, aby uczniowie mogli zdefiniować czystą substancję jako substancję zbudowaną z jednego rodzaju atomu lub cząsteczki.