1.3:

1.3: Klasyfikacja materii według stanu

Classifying Matter by State

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Chemistry

Classifying Matter by State

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

1.2: The Scientific Method

1.4: Classifying Matter by Composition

72,774 Views

•

02:49 min

•

September 03, 2020

Overview

Chemia to nauka o materii i zmianach, którym podlega. Materia to wszystko, co ma masę i zajmuje przestrzeń. Materia jest wszędzie wokół nas; Powietrze, woda, gleba, góry, a nawet nasze ciała są przykładami materii. Materia dzieli się na trzy stany – stały, ciekły i gazowy – które są powszechnie spotykane na Ziemi. Czwarty stan materii, plazma, występuje naturalnie we wnętrzach gwiazd.

Bryły charakteryzują się określonym kształtem i objętością. W ciele stałym cząstki (atomy lub cząsteczki) są upakowane bardzo blisko siebie i są ściśle utrzymywane razem przez silne siły, przy bardzo małej swobodzie ruchu. Cząstki wibrują, tylko nieznacznie, w swoich ustalonych pozycjach. To sprawia, że ciała stałe są nieściśliwe. Lód, aluminium i złoto to przykłady ciał stałych.

Płyny mają określoną objętość, ale nie mają określonego kształtu; przyjmują kształt swojego pojemnika. W cieczy, mimo że cząstki są blisko siebie, siły międzycząsteczkowe są słabsze niż w ciałach stałych. Cząsteczki wibrują i przechodzą obok siebie. W ten sposób płyn, choć nieściśliwy, płynie i można go łatwo nalewać. Woda, alkohol i olej to płyny.

Gazy nie mają ustalonej objętości ani kształtu. Dopasowują się do objętości i kształtu ich pojemnika. W gazie cząstki są szeroko oddalone od siebie przy znacznie słabszych (lub prawie znikomych) siłach międzycząsteczkowych. Cząstki mogą swobodnie poruszać się względem siebie, dzięki czemu gazy są wysoce ściśliwe. Tak więc, w przeciwieństwie do ciał stałych lub cieczy, gaz może być sprężony, aby zająć mniejszą objętość, lub może rozszerzać się, aby zająć większą przestrzeń. Substancje, które są gazami w temperaturze pokojowej, obejmują hel, tlen, azot i dwutlenek węgla.

Plazma

Czwarty stan materii, plazma, wyewoluował ze stanu gazowego i zawiera znaczną liczbę cząstek naładowanych elektrycznie. Podobnie jak gazy, plazma nie ma ustalonego kształtu ani objętości i jest mniej gęsta niż ciała stałe czy ciecze. Wnętrza gwiazd, uderzenia piorunów, zorze polarne otaczające bieguny, warkocz komety, plazmowe ekrany telewizyjne, żarówki fluorescencyjne i neony to przykłady plazmy.

Zmiany fizyczne: przechodzenie z jednego stanu materii w inny

Zmiany temperatury i/lub ciśnienia mogą prowadzić do przejścia z jednego stanu skupienia w inny. Ilustrują to znane procesy, takie jak topnienie lodu czy parowanie wody. Na przykład po podgrzaniu stały lód topi się w ciekłą wodę. Dalsze ogrzewanie zamieni wodę w opary gazowe. Chłodzenie odwraca te procesy.

Ten tekst jest adaptacją z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 1.2: Fazy i Klasyfikacja Materii.

Transcript

Materia to wszystko, co ma masę i zajmuje przestrzeń. Wszystko, co nas otacza, jest materią, w tym nasze ciała, powietrze, którym oddychamy i ziemia, po której chodzimy.

Materia występuje w trzech głównych formach – stałej, ciekłej i gazowej. Naukowcy zidentyfikowali również czwarty podstawowy stan materii – plazmę.

Bryły mają określony kształt i objętość. Na przykład weźmy kostki lodu w szklance. Kostki lodu mają sztywny kształt, nie spływają i nie można ich ściskać. Ta sztywność jest utrzymywana, ponieważ cząsteczki w lodzie są ułożone blisko siebie, a silne siły międzycząsteczkowe utrzymują je w miejscu. Cząstki te wibrują tylko nieznacznie w swoich ustalonych pozycjach, nadając im stały kształt i objętość.

Z drugiej strony płyny mają ustaloną objętość, ale nie mają określonego kształtu. Jeśli ta sama ilość wody zostanie umieszczona w innym pojemniku, jej kształt będzie się różnił w zależności od pojemnika, w przeciwieństwie do kostki lodu. Podobnie jak ciała stałe, ciecze również nie mogą być ściskane. Ich cząstki są nadal blisko siebie, ale siły międzycząsteczkowe w cieczy są słabsze niż w ciałach stałych, co oznacza, że cząstki mogą się swobodnie poruszać i przesuwać po sobie. To nadaje płynom ich płynność.

Gazy nie mają ustalonego kształtu ani objętości. Gazy przyjmują kształt i objętość swojego pojemnika. Na przykład wyobraźmy sobie powietrze z cylindra nadmuchujące balon . W gazie cząstki są bardzo luźno utrzymywane razem, z niewielkimi lub prawie żadnymi siłami międzycząsteczkowymi. W rezultacie mają swobodę kształtu i objętości, mogą szybko się poruszać i są mniej gęste niż ciała stałe i ciecze.

Gazy są wysoce ściśliwe ze względu na duże puste przestrzenie między ich cząsteczkami, co oznacza, że mogą być zamknięte w małym balonie lub rozszerzone, aby zająć duże pomieszczenie.

Plazma jest czwartym stanem materii – powstaje, gdy gaz nagrzewa się do bardzo wysokich temperatur. Składa się z cząstek naładowanych elektrycznie. Plazma tworzy wnętrze gwiazd, zorze polarne otaczające bieguny i żarówki fluorescencyjne.

Różne rodzaje materii są również zdolne do przechodzenia z jednego stanu w drugi, zwykle wywoływany przez zmiany temperatury lub ciśnienia lub jedno i drugie. Na przykład po podgrzaniu stały lód topi się, stając się wodą w stanie ciekłym. Przy dalszym ogrzewaniu woda zamienia się w parę. Dzięki chłodzeniu te zmiany stanu można odwrócić.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

Klasyfikacja materii stany skupienia ciało stałe ciecz gaz plazma sztywność siły międzycząsteczkowe kształt objętość cząstki wibracje płynność pojemnik gazy