מהם השינויים במצב החומר?
שינויים במצב החומר מתייחסים לתמורות שחומר עובר ממצב אחד למשנהו מבלי לשנות את הרכבו. שינויים אלה מתרחשים כאשר הלחץ ו / או הטמפרטורה משתנים.
על כדור הארץ, מצבים מוצקים, נוזליים, גזים ופלסמטיים מתבטאים באופן טבעי. שינויי המצב המתרחשים בין אלה הם: אידוי, היתוך, התמצקות, סובלימציה, סובלימציה הפוכה, יינון ודיוניזציה.
בואו נראה מה הם, איך מייצרים אותם ומהן הדוגמאות הנפוצות ביותר בחיי היומיום.
התמצקות
משמאל: מעבר מנוזל (מים) למצב מוצק (קרח). מימין: מעבר משוקולד מומס לשוקולד מוצק, בטבליה.
התמצקות היא השינוי מנוזל למצב מוצק. זה קורה כאשר הטמפרטורה של נוזל או נוזל יורדת באופן משמעותי.
איך מתרחשת התמצקות? כאשר טמפרטורת הנוזל יורדת, החלקיקים מתקרבים יותר ויותר אחד לשני, עד שהם הופכים כל כך קומפקטיים עד שהתנועה ביניהם מצטמצמת. קירוב זה וחוסר ניידות בין החלקיקים הוא זה שנותן מוצקות מוצקות.
הנקודה המקסימלית בה נוזל מתקשה מכונה נקודת קיפאון.
דוגמאות
- היווצרות קרח.
- התקשות שוקולד.
- התקשות של מתכות מותכות (תכשיטים, כלי עבודה וכו ').
- ייצור סבוני בר.
- התקשות ג'לטין.
נמס או נמס
משמאל: מעבר ממוצק (קרח) לנוזל (מים). מימין: גלידת ארטיק נמסה.
התכה או התכה הוא השינוי ממצב מוצק למצב נוזלי. היתוך מתרחש כאשר המוצק נחשף לעליית טמפרטורה.
כיצד נוצרת התכה או התכה? כאשר הטמפרטורה עולה במידה ניכרת, חלקיקי החומר המוצק מתחילים להיפרד זה מזה. ככל שההפרדה גדולה יותר, החלקיקים זוכים לתנועה רבה יותר. כתוצאה מכך, החומר מתחיל לקבל מראה נוזלי ומאבד את צורתו. כלומר, המוצק הופך לנוזל.
דוגמאות
- הפשרת מכסי הקוטב.
- שוקולד נמס.
- חמאה מומסת לבישול.
- שעוות נרות מומסת (פרפין).
- המסת גלידות ארטיק החשופות לחום הסביבה.
אידוי או אידוי
משמאל: מעבר מנוזל למצב גזי. מימין: קדירת מים רותחים (באידוי).
אידוי הוא השינוי מנוזל למצב גזי. אידוי מתרחש כאשר נוזל חשוף לעליית טמפרטורה.
כיצד מתרחשת אידוי? אידוי הוא תהליך שמתקיים כל הזמן ולאט בנוזלים מסוימים, אך מואץ כאשר הנוזל מגיע ל נקודת רתיחה.
בתנאים אלה, החלקיקים מתחילים להתרחק אחד מהשני. האינטראקציה ביניהם נשברת ולכן תנועתם הופכת למרחיבה, ומולידה את היווצרות המצב הגזי.
דוגמאות
- אדים של מים רותחים.
- ייבוש רצפה רטובה.
- אידוי זיעה.
- ייבוש בגדים באוויר הפתוח.
- היווצרות ענן על ידי אידוי מים יבשתיים.
זה עשוי לעניין אתכם: אידוי
הִתְעַבּוּת
משמאל: מעבר ממצב גזי לנוזל. מימין: זיעה מכוס מי קרח בסביבה חמה.
עיבוי הוא שינוי ממצב גזי לנוזל. עיבוי מתרחש כאשר הטמפרטורה יורדת ו / או הלחץ בסביבה עולה.
איך מתרחש עיבוי? כאשר הטמפרטורה יורדת ו / או הלחץ עולה, החלקיקים המרכיבים את הגז מתחילים להתקרב זה לזה, כך שהם מאבדים חלק מהניידות שלהם. באופן זה השינוי ממצב הגז לנוזל מתרחש.
דוגמאות
- הגשם.
- הזיעה של כוס נוזל קר.
- טַל.
- ערפול של זכוכית ומראות.
הַאֲצָלָה
משמאל: מעבר ממצב מוצק לגז. מימין: סובלימציה של קרח יבש.
סובלימציה היא השינוי הישיר ממצב מוצק לגז. במקרה זה, אין מעבר דרך המצב הנוזלי. למעשה, המילה סובלימציה מגיעה מלטינית אני אעשה משנה, שפירושו "לעלות".
סובלימציה מתרחשת כאשר מוצק השמור בטמפרטורה נמוכה במיוחד בא במגע עם טמפרטורה גבוהה יותר, בתוך לחץ מסוים.
כיצד מייצרים סובלימציה? לכל החומרים יש נקודת טמפרטורה ולחץ שבה המצב המוצק, הנוזל והגז מתקיימים יחד בשיווי משקל, הנקרא נקודה משולשת.
כאשר הטמפרטורה של המצב המוצק נמוכה מנקודת המשולש ובנוסף, לחץ האדים נמוך מספיק, אין תנאים להיווצרות נוזלים. ואז, כל תרומת אנרגיה (חום), קטנה ככל שתהיה, גורמת לחלקיקי המוצק להיפרד באופן פתאומי ולהתרחב בחלל בצורה של גז.
לדוגמא, קרח יבש הוא גוש מוצק של פחמן דו חמצני (CO2) ומאוחסן בטמפרטורה של -78 מעלות צלזיוס, כלומר מתחת לנקודה המשולשת. כאשר קרח יבש נחשף לטמפרטורת החדר, בלחץ נמוך מ -5.2 אטמוספרות, הוא הופך ישירות לגז. זו סובלימציה.
דוגמאות
- סובלימציה של קרח יבש.
- סובלימציה של נפתלין.
- סובלימציית צביעה.
- סובלימציה כימית לתרופות.
סובלימציה הפוכה או בתצהיר
משמאל: מעבר מהמצב הגזי למצב מוצק. מימין: תצהיר שלג.
סובלימציה הפוכה מורכבת מהשינוי הישיר מהמצב הגזי למצב מוצק. סובלימציה הפוכה מכונה גם בתצהיר, סובלימציה הפוכה, סובלימציה רגרסיבית, דה-סובלימציה או התגבשות.
שקיעה או סובלימציה הפוכה מתרחשת כאשר גז בא במגע עם טמפרטורות נמוכות מאוד במהירות או בפתאומיות.
כיצד מייצרים סובלימציה הפוכה או בתצהיר? כאשר גז או אדים נחשפים לטמפרטורות נמוכות מאוד ובתנאי לחות מסוימים, הם מאבדים את אנרגיית החום במהירות. לפיכך, חלקיקיו נדחסים, והם עוברים למצב מוצק.
דוגמאות
- שֶׁלֶג.
- היווצרות כפור
- מעקות של מטוסים בשמיים.
- היווצרות פיח בארובות.
יינון
משמאל: מעבר מהמצב הגזי למצב הפלזמטי. מימין: ברק בסופת רעמים.
יינון הוא השינוי מגז לפלזמה. תהליך זה מתרחש כאשר מחממים גז.
כיצד מתרחשת יינון? כשמחממים גז, החלקיקים המרכיבים את הגז מתחילים לנוע מהר יותר ומתנגשים זה בזה. זה מגביר את רמת האנרגיה, גורם לאלקטרונים החיצוניים ביותר של האטומים לאבד ולהפוך האטום ליון.
חלק מהאנרגיה של אטומים ואלקטרונים אלה יכולה להוליד פוטונים. תהליך זה גורם לגז לזרוח, מה שמוליד פלזמה.
דוגמאות
- ברקים מסופות רעמים.
- אורוראות הקוטב (אורורה בוריאליס ואורורה אוסטרליס).
- אורות נאון.
- טלוויזיות פלזמה.
- מנורות פלזמה.
דה-ייניזציה
משמאל: מעבר מהפלזמה למצב הגזי. מימין: תהליך ריתוך מתכת.
יינון הוא השינוי מגז לפלזמה. זהו תהליך הפוך של יינון. זה קורה כאשר גז טעון חשמלי מתקרר.
כיצד מתרחשת יינון? בניגוד ליינון, יינון הוא תהליך בו גז מתקרר וגורם לו לאבד את מטען האנרגיה שלו.
דוגמא.
- העשן שנוצר בתהליך ריתוך המתכות.
- העשן מלהבה כבתה טרי.
זה עשוי לעניין אותך:
- מה הבעיה?
- מצבי החומר
- מאפייני חומר
