Состояния материи

Одним из наиболее известных физических свойств вещества является его физическое состояние.

Он указывает, является ли рассматриваемое вещество газообразным, жидким или твердым при данной температуре.

1. Твердое тело имеет твердую внешнюю форму. Он не соответствует форме контейнера, в котором он хранится (известными твердыми веществами являются латунь, гранит, кварц и элементы медь, титан, ванадий и кремний).
2. Жидкость не имеет твердой внешней формы. Он может течь и, следовательно, приспосабливаться к контейнеру, в котором он хранится. Он обретает форму, по крайней мере, в некоторых областях. (К ним относятся бензол и вода. Из химических элементов только ртуть и бром являются жидкими при комнатной температуре; Однако галлий и цезий плавятся при несколько более высокой температуре человеческого тела.)
3. Газы также могут течь. Они равномерно распределяются по всему имеющемуся пространству. С помощью давления можно легко сжать их до меньшего объема. (В том числе кислород, фтор, этан при комнатной температуре)

Термин «пар» также очень распространен для описания газов.

О паре следует говорить только в том случае, если рассматриваемый газ находится в контакте с соответствующей жидкостью.

Водяной пар, например, — это газообразная вода, которая находится над кипящей жидкостью.

Одиннадцать химических элементов в РТ являются газообразными.

Из них азот и кислород являются двумя наиболее важными в нашей атмосфере. Гелий, неон и аргон являются тремя так называемыми благородными газами.

Гелий используется для наполнения дирижаблей. Газообразный, светло-желто-зеленый элемент хлор используется в качестве дезинфицирующего средства в бассейнах.

Эти различные состояния вещества отличают классификацию неоднородная смесь.

Физическое состояние фаз	Обозначение	Примеры	Порядок расторжения брака
Фиксированный + Фиксированный	Смесь	Гранит,Песок,Соль	Сортировка,Экстракт сита
твердое + жидкое	Суспензия	Краска для маляра по грязи	Центрифугционная фильтрация
жидкость + жидкость	Эмульсия	Молоко	Центрифугированный сепарирующий бункер
твердый + газообразный	Аэрозоль	Дым	электростатическая сепарация, фильтр
жидкий + газообразный	Аэрозоль	Туман, Пена	Осадок

Газообразные вещества всегда равномерно смешиваются друг с другом.

Физики знают в общей сложности пять состояний вещества; слишком твердые, жидкие и газообразные еще плазма, которая существует при чрезвычайно высоких температурах и давлении (например, на солнце), и конденсат Эйнштейна-Бозе.

Конденсат Бозе-Эйнштейна (BEC) — это новое состояние вещества, в котором атомы вместе занимают минимально возможное энергетическое состояние.

Для этого их необходимо охладить до предельно близкой точки абсолютного нуля 0 Кельвинов.

Этот процесс напоминает конденсацию капель жидкости из газа. Поэтому его называют конденсатом Бозе-Эйнштейна.

В таких конденсатах атомы отказываются от своей независимости и объединяются, образуя своего рода «суператом».

В рамках принципа неопределенности Гейзенберга они занимают одно и то же место и обладают одинаковой скоростью и энергией.

Их квантово-физические волновые функции сливаются в одну, которая распространяется на весь конденсат.

Существование такого состояния вещества было предсказано Альбертом Эйнштейном еще в 1924 году.

Он распространил расчеты индийского физика Сатьендры Натха Бозе на легкие частицы на атомы и предположил, что они занимают общее энергетическое состояние при экстремально низких температурах.

Физические преобразования

Изменения в состоянии вещества — это переходы вещества из одного из его состояний вещества в другое.

Изменения в состоянии вещества являются физическими преобразованиями. Примером такого процесса является замораживание жидкой воды в лед.

Переход из жидкого состояния в твердое называется затвердеванием или (например, в случае воды) замораживанием.

Можно видеть, что изменения происходят при температурах, специфичных для конкретного вещества.

Эти температуры являются частью физических свойств рассматриваемого вещества.

Если вещество, например лед, нагревается, оно остается твердым до тех пор, пока его температура не достигнет точки плавления.

Затем постепенно начинает разжижаться. Во время этого превращения температура тающего льда остается постоянной, даже если добавить тепло.

Только когда весь лед становится жидкой водой, температура снова повышается.

Вещество начинает затвердевать и даже в этом процессе температура остается постоянной до тех пор, пока не затвердеет все присутствующее вещество.

Для всех обычных материалов температура плавления и температура затвердевания идентичны. Вода замерзает до льда при 0°C, а лед тает до воды при 0°C.

Еще одно изменение состояния вещества происходит при нагревании жидкости до точки кипения.

Переход из жидкого состояния в газообразное называется испарением. В обычных бытовых условиях («уровень моря») вода начинает кипеть при 100°C. Затем, внезапно, внутри жидкости образуются пузырьки пара. Так же, как при плавлении твердого вещества и затвердевании жидкости, температура кипящей воды остается постоянной до тех пор, пока вся жидкость не испарится.

В кастрюле он не может нагреваться выше 100°C, пока в нем еще есть вода.

Вещества, которые кипят при температуре ниже 100°C, называются летучими. Спирт (этанол) кипит при температуре 78°C, поэтому он более летуч, чем вода.

В этом смысле все газы также являются высоколетучими веществами. В нормальных условиях они газообразные, потому что их точки кипения ниже комнатной температуры.

Для их различения можно использовать различные температуры плавления и кипения веществ.

Если, например, перед вами два белых порошка, которые едва различимы снаружи, их идентификация поначалу кажется сложной.

Но если одно из веществ известно и мы знаем его температуру плавления, то различие между известным и неизвестным может быть сделано, если их точки плавления не слишком близки друг к другу.

Мы едва ли знаем смену состояния из повседневной жизни: сублимацию или ресублимацию.

Сублимация – это прямое превращение твердого вещества в газ.

Очень легко сублимируемым веществом является твердый углекислый газ.

Свойство переходить непосредственно из твердого состояния в газообразное без предварительного превращения в жидкое дает ему тривиальное название «сухой лед».

При сублимации жидкое состояние, которое обычно находится между твердым и газообразным, практически пропускается.

Даже если холодным сухим утром образовавшийся за ночь иней – не растаяв сначала – превращается в водяной пар, это сублимация.

Химические превращения

Если из одного существующего вещества образуется другое вещество, это называется химическим превращением.

К ним относятся необычайно сложные процессы, происходящие при приготовлении пищи (в которых формируются вкусы и ароматы), извлечение металлов из их руд.

А также производство синтетических текстильных волокон (например, нейлона) из воздуха, угля и нефти.

Химические превращения всегда являются результатом химической реакции, в которой вещество реагирует либо на:

1. Присутствие другого вещества.
2. Изменение температуры.
3. Какое-либо другое внешнее воздействие образованием нового вещества.

Например, преобразование кварца в кремний, необходимый для производства микропроцессоров, основано на реакции между диоксидом кремния (кварцем) и углеродом.

Как правило, существует множество путей реакции, с помощью которых могут происходить химические превращения.

Гетерогенные смеси

Используются различные (физические) свойства фаз (составляющих). Сортировать: Фиксированные фазы пространственно разделены; на основе узнаваемых Различия.

Осаждение и декантация: Суспензии возникают под действием силы тяжести Отделенный.

Центрифугирование: быстрое отделение взвешенных твердых частиц, благодаря Центробежная сила.

Фильтр: Отделение твердых частиц от жидкостей.

Извлечение: Если одно вещество смеси растворимо в жидкости, а другое нет, то растворимая часть может быть отделена с помощью жидкости становиться. После испарения жидкости (растворителя) растворимый Ткань может быть восстановлена. Например: соль и камни, растворители: вода.

Выпаривание, сушка: Если фаза легче испаряется, ее можно заменить на Отопление.

Однородные смеси

разделяются путем превращения их в гетерогенную смесь путем изменения физических условий.

Извлечение: Из жидкого раствора можно удалить растворенное вещество, путем смешивания его с другой жидкостью, которая не смешивается с ним (например: масло + вода). Если растворенное вещество растворено во втором Жидкость легко растворяется, она частично перейдет в нее. Через Повторите процесс несколько раз, практически все растворенное вещество. «вытряхнутый».

Кристаллизация: Растворенные вещества, которые являются твердыми в чистом состоянии, могут быть осаждены из раствора путем кристаллизации. Для этого растворимость Например, путем охлаждения.

Перегонка: Если компоненты раствора имеют разную температуру кипения, Тот, у которого более низкая температура кипения, легче Выпарить и таким образом отделить. (Пример: Дистилляция спирта)

Хроматография: Если жидкий раствор сочетается с твердым раствором (нерастворимое вещество), которое является максимально пористым, остается в контакте с твердое и жидкое вещество, компоненты решения в тонком слое на прилипание к твердой поверхности (адсорбция).

Так как разные соединения Придерживаясь разных фирм, этот эффект может быть использован для разделения.

Твердое тело называется стационарной фазой. Решение называется мобильной фазой, Потому что он должен протекать через стационарную фазу.

Пока она это делает, растворенные в нем вещества остаются более или менее в неподвижной фазе и, таким образом, удерживаются (удерживаются).

Единицы измерения

Для научной работы необходима точно определенная система единиц измерения необходимый.

Эти единицы учреждает Генеральная конференция по мерам и весам и адаптирует их к более поздним выводам.

Система единиц (СИ) и закреплена в национальных законах.

Измеряемый размер	Единица	Символ
Длина	Метр	м
Масса	Килограмм	кг
Время	Секунда	с
Электрический ток	Ампер	A
Температура	Кельвин	K

Определение базовых блоков:

1 метр = 1 650 763,73 длины волны света, передаваемого от атомов Kr к Разослано предложение.

1 килограмм = масса «исходного килограмма», платино-иридиевого цилиндра.

1 секунда = в 9 192 631 770 раз больше продолжительности колебания излучения, чем Атом Cs после возбуждения.

1 ампер = ток, проходящий между двумя в вакууме на расстоянии одного метров ходовых электрических проводников на метр длины проводника усилие 2*10-7 Ньютон.

1 Кельвин = 1/273,16 от абсолютной температуры тройной точки воды.

1 моль = количество вещества, состоящего из такого же количества частиц, как в двенадцати граммах атома углерода С.

Измеряемый размер	Единица
Площадь	м2
Кубометр	м3
Плотность	гсм-3
Скорость	m / сек
Ускорение	м/с2
Концентрация веществ	моль/литр