تعریف
ماده- یک مجموعه است مقدار زیادذرات (اتم ها، مولکول ها یا یون ها).
مواد ساختار پیچیده ای دارند. ذرات موجود در ماده با یکدیگر تعامل دارند. ماهیت برهمکنش ذرات در یک ماده، وضعیت تجمع آن را تعیین می کند.
انواع حالت های تجمع
حالت های تجمع زیر متمایز می شوند: جامد، مایع، گاز، پلاسما.
در حالت جامد، ذرات معمولاً در یک ساختار هندسی منظم ترکیب می شوند. انرژی پیوند ذرات از انرژی ارتعاشات حرارتی آنها بیشتر است.
اگر دمای بدن افزایش یابد، انرژی ارتعاشات حرارتی ذرات افزایش می یابد. در دمای معین، انرژی ارتعاشات حرارتی از انرژی پیوندها بیشتر می شود. در این دما، پیوند بین ذرات شکسته شده و دوباره تشکیل می شود. در این حالت ذرات عمل می کنند انواع مختلفحرکات (نوسانات، چرخش، حرکات نسبت به یکدیگر و غیره). در عین حال، آنها همچنان با یکدیگر در تماس هستند. ساختار هندسی صحیح شکسته شده است. این ماده در حالت مایع است.
با افزایش بیشتر دما، نوسانات حرارتی تشدید می شود، پیوند بین ذرات حتی ضعیف تر می شود و عملا وجود ندارد. این ماده در حالت گازی است. ساده ترین مدل ماده یک گاز ایده آل است که در آن اعتقاد بر این است که ذرات آزادانه در هر جهت حرکت می کنند، تنها در لحظه برخورد با یکدیگر برهم کنش دارند و قوانین برخورد کشسانی رعایت می شود.
می توان نتیجه گرفت که با افزایش دما، یک ماده از یک ساختار منظم به حالت بی نظم می رود.
پلاسما ماده ای گازی است که از مخلوطی از ذرات خنثی، یون ها و الکترون ها تشکیل شده است.
دما و فشار در حالات مختلف ماده
حالت های مختلف تجمع یک ماده توسط دما و فشار تعیین می شود. فشار پایین و دمای بالا مربوط به گازها است. در دمای پایینآه، معمولاً ماده در حالت جامد است. دمای متوسط به موادی در حالت مایع اشاره دارد. برای مشخص کردن حالت های کل یک ماده، اغلب از نمودار فاز استفاده می شود. این نموداری است که وابستگی حالت تجمع به فشار و دما را نشان می دهد.
ویژگی اصلی گازها قابلیت انبساط و تراکم پذیری آنهاست. گازها شکلی ندارند و به شکل ظرفی که در آن قرار می گیرند، می شوند. حجم گاز حجم ظرف را تعیین می کند. گازها را می توان به هر نسبت با یکدیگر مخلوط کرد.
مایعات شکل ندارند، اما حجم دارند. مایعات به خوبی فشرده نمی شوند، فقط در فشار بالا.
جامدات شکل و حجم دارند. در حالت جامد ممکن است ترکیباتی با پیوندهای فلزی، یونی و کووالانسی وجود داشته باشد.
نمونه هایی از حل مسئله
مثال 1
| ورزش | نمودار فازی از حالات را برای یک ماده انتزاعی رسم کنید. معنی آن را توضیح دهید. |
| راه حل | بیایید یک نقاشی بکشیم. نمودار وضعیت در شکل 1 نشان داده شده است. از سه ناحیه تشکیل شده است که با حالت کریستالی (جامد) ماده، حالت مایع و گاز مطابقت دارد. این مناطق با منحنی هایی از هم جدا می شوند که مرزهای فرآیندهای متقابل معکوس را نشان می دهد: 01 - ذوب - تبلور؛ 02 - جوش - تراکم؛ 03 - تصعید - تصعید. نقطه تقاطع همه منحنی ها (O) یک نقطه سه گانه است. در این مرحله، یک ماده می تواند در سه حالت تجمع وجود داشته باشد. اگر دمای ماده بالاتر از دمای بحرانی () باشد (نقطه 2)، انرژی جنبشی ذرات بیشتر از انرژی پتانسیل برهمکنش آنها است در چنین دماهایی، ماده در هر فشاری تبدیل به گاز می شود. از نمودار فاز مشخص است که اگر فشار بیشتر از 2 باشد، با افزایش دما، جامد ذوب می شود. پس از ذوب، افزایش فشار منجر به افزایش نقطه جوش می شود. اگر فشار کمتر از 0 باشد، افزایش دمای جامد منجر به انتقال مستقیم آن به حالت گازی (تععید) می شود (نقطه G). |
مثال 2
| ورزش | توضیح دهید چه چیزی یک حالت تجمع را از حالت دیگر متمایز می کند؟ |
| راه حل | در حالت های مختلف تجمع، اتم ها (مولکول ها) آرایش های متفاوتی دارند. بنابراین، اتم‌ها (مولکول‌ها یا یون‌ها) شبکه‌های کریستالی به شیوه‌ای منظم چیده شده‌اند و می‌توانند ارتعاشات کوچکی را در اطراف موقعیت‌های تعادلی انجام دهند. مولکول های گازها در حالت نامنظم هستند و می توانند در فواصل قابل توجهی حرکت کنند. علاوه بر این، انرژی درونی مواد در حالت های مختلف تجمع (برای جرم های یکسان ماده) در دماهای مختلفناهمسان. فرآیندهای انتقال از یک حالت تجمع به حالت دیگر با تغییر در انرژی داخلی همراه است. انتقال: جامد - مایع - گاز به معنای افزایش انرژی داخلی است، زیرا انرژی جنبشی حرکت مولکول ها افزایش می یابد. |
تعریف 1
حالات مجموع ماده(از لاتین "aggrego" به معنی "من اضافه می کنم"، "واصل می کنم") - اینها حالت های یک ماده به شکل جامد، مایع و گاز هستند.
هنگام انتقال از یک حالت به حالت دیگر، تغییر ناگهانی در انرژی، آنتروپی، چگالی و سایر خواص ماده مشاهده می شود.
جامدات و مایعات
تعریف 2مواد جامد- اینها اجسامی هستند که با ثبات شکل و حجم خود متمایز می شوند.
که در مواد جامدآه، فواصل بین مولکولی کوچک است و انرژی پتانسیل مولکول ها را می توان با انرژی جنبشی مقایسه کرد.
جامدات به 2 نوع تقسیم می شوند:
- کریستالی؛
- بی شکل.
فقط اجسام کریستالی در حالت تعادل ترمودینامیکی هستند. اجسام آمورف در واقع حالت های متابولیسمی هستند که از نظر ساختار شبیه به مایعات غیرتعادلی هستند و به آرامی متبلور می شوند. در یک جسم آمورف، فرآیند تبلور بسیار آهسته رخ می دهد، فرآیند تبدیل تدریجی ماده به فاز کریستالی. تفاوت بین کریستال و جامد آمورف، اول از همه، ناهمسانگردی خواص آن است. خواص یک جسم کریستالی بسته به جهت در فضا تعیین می شود. فرآیندهای مختلف (به عنوان مثال، هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی، نور، صدا) در جهات مختلف یک جامد به روش های مختلف منتشر می شوند. اما اجسام آمورف (به عنوان مثال، شیشه، رزین، پلاستیک) مانند مایعات همسانگرد هستند. تنها تفاوت بین اجسام آمورف و مایعات این است که این اجسام سیال هستند و تغییر شکل برشی ساکن در آنها رخ نمی دهد.
اجسام کریستالی ساختار مولکولی منظمی دارند. به دلیل ساختار صحیح است که کریستال دارای خواص ناهمسانگرد است. آرایش صحیح اتم ها در یک کریستال چیزی را ایجاد می کند که به آن شبکه بلوری می گویند. در جهات مختلف، مکان اتم ها در شبکه متفاوت است که منجر به ناهمسانگردی می شود. اتم ها (یون ها یا مولکول های کامل) در یک شبکه کریستالی متحمل حرکت نوسانی تصادفی نزدیک به موقعیت های متوسط می شوند که به عنوان گره در نظر گرفته می شوند. شبکه کریستالی. هر چه دما بیشتر باشد، انرژی ارتعاش و در نتیجه متوسط دامنه ارتعاش بالاتر است. بسته به دامنه نوسانات، اندازه کریستال تعیین می شود. افزایش دامنه ارتعاشات منجر به افزایش سایز بدن می شود. این انبساط حرارتی جامدات را توضیح می دهد.
تعریف 3
اجسام مایع- اینها اجسامی هستند که حجم مشخصی دارند، اما شکل کشسانی ندارند.
یک ماده در حالت مایع با فعل و انفعالات بین مولکولی قوی و تراکم پذیری کم مشخص می شود. یک مایع بین جامد و گاز یک موقعیت میانی را اشغال می کند. مایعات نیز مانند گازها دارای خواص ایزوتروپیک هستند. علاوه بر این، مایع دارای خاصیت سیالیت است. در آن، مانند گازها، تنش مماسی (تنش برشی) اجسام وجود ندارد. مایعات سنگین هستند، یعنی می توان وزن مخصوص آنها را با آن مقایسه کرد وزن مخصوصمواد جامد دمای نزدیک به تبلور، ظرفیت گرمایی و سایر خواص حرارتی آنها به خواص مربوط به جامدات نزدیک است. در مایعات تا حد معینی مشاهده می شود مکان صحیحاتم ها، اما فقط در مناطق کوچک. در اینجا اتم‌ها در نزدیکی گره‌های سلول شبه بلوری نیز تحت حرکت ارتعاشی قرار می‌گیرند، اما برخلاف اتم‌های یک جسم جامد، آنها به طور دوره‌ای از یک گره به گره دیگر می‌پرند. در نتیجه، حرکت اتم ها بسیار پیچیده خواهد بود: نوسانی، اما در عین حال مرکز نوسانات در فضا حرکت می کند.
تعریف 4گاز- این حالتی از ماده است که در آن فواصل بین مولکول ها بسیار زیاد است.
نیروهای برهمکنش بین مولکول ها در فشارهای پایین را می توان نادیده گرفت. ذرات گاز کل حجم ارائه شده برای گاز را پر می کنند. گازها به عنوان بخارهای بسیار گرم یا غیر اشباع در نظر گرفته می شوند. نمای ویژهگاز - پلاسما (گاز جزئی یا کاملاً یونیزه شده که در آن چگالی بارهای مثبت و منفی تقریباً برابر است). یعنی پلاسما گازی از ذرات باردار است که با استفاده از نیروهای الکتریکی در فواصل طولانی با یکدیگر برهم کنش دارند، اما ذرات دور و نزدیک ندارند.
همانطور که مشخص است، مواد قادر به انتقال از یک حالت تجمع به حالت دیگر هستند.
تعریف 5
تبخیرفرآیند تغییر حالت تجمع یک ماده است که در آن مولکول‌ها از سطح مایع یا جامد خارج می‌شوند و انرژی جنبشی آن انرژی پتانسیل تعامل بین مولکول‌ها را تغییر می‌دهد.
تبخیر یک انتقال فاز است. تبخیر بخشی از مایع یا جامد را به بخار تبدیل می کند.
تعریف 6
ماده ای در حالت گازی که در تعادل دینامیکی با مایع است اشباع نامیده می شود کشتی. در این حالت، تغییر انرژی درونی بدن برابر است با:
∆ U = ± m r (1) ,
جایی که m جرم بدن است، r است گرمای ویژهتبخیر (J/c g).
تعریف 7
تراکمفرآیندی معکوس به تبخیر است.
تغییر انرژی داخلی با استفاده از فرمول (1) محاسبه می شود.
تعریف 8
ذوب شدنفرآیند تبدیل یک ماده از حالت جامد به مایع، فرآیند تغییر حالت کل یک ماده است.
هنگامی که یک ماده گرم می شود، انرژی داخلی آن افزایش می یابد، بنابراین سرعت حرکت حرارتی مولکول ها افزایش می یابد. هنگامی که یک ماده به نقطه ذوب خود می رسد، شبکه کریستالی جامد از بین می رود. پیوندهای بین ذرات نیز از بین می رود و انرژی برهمکنش بین ذرات افزایش می یابد. گرمایی که به بدن منتقل می شود به سمت افزایش انرژی درونی این جسم می رود و بخشی از انرژی صرف انجام کار می شود تا در هنگام ذوب شدن بدن حجم آن تغییر کند. برای بسیاری از اجسام کریستالی، حجم در هنگام ذوب افزایش می یابد، اما استثناهایی وجود دارد (به عنوان مثال، یخ، چدن). اجسام آمورف نقطه ذوب خاصی ندارند. ذوب یک انتقال فاز است که با تغییر ناگهانی ظرفیت حرارتی در دمای ذوب مشخص می شود. نقطه ذوب به ماده بستگی دارد و در طول فرآیند ثابت می ماند. سپس تغییر انرژی درونی بدن برابر است با:
∆ U = ± m λ (2) ,
که در آن λ گرمای ویژه همجوشی (J l/kg) است.
تعریف 9
تبلورفرآیند معکوس ذوب است.
تغییر انرژی داخلی با استفاده از فرمول (2) محاسبه می شود.
تغییر انرژی درونی هر یک از بدنه های سیستم هنگام گرم شدن یا سرد شدن با فرمول محاسبه می شود:
∆ U = m c ∆ T (3) ,
جایی که c است گرمای ویژهمواد، J kg K، △ T تغییر دمای بدن است.
تعریف 10
هنگام در نظر گرفتن تبدیل مواد از یک حالت تجمع به حالت دیگر، نمی توان بدون به اصطلاح انجام داد. معادلات تعادل حرارتی : مقدار کل گرمای آزاد شده در یک سیستم عایق حرارتی برابر با مقدار گرمایی (کل) است که در این سیستم جذب می شود.
Q 1 + Q 2 + Q 3 + . . . + Q n = Q " 1 + Q " 2 + Q " 3 + ... + Q " k .
در اصل، معادله تعادل حرارتی قانون بقای انرژی برای فرآیندهای انتقال حرارت در سیستم‌های عایق حرارتی است.
مثال 1
یک ظرف عایق حرارتی حاوی آب و یخ با دمای t i = 0 درجه سانتیگراد است. جرم آب m υ و یخ m i به ترتیب برابر با 0، 5 کیلوگرم و 60 گرم است. دمای آب در ظرف پس از برقراری تعادل حرارتی چقدر خواهد بود؟ در این حالت نیازی به در نظر گرفتن ظرفیت حرارتی ظرف نیست.
تصویر 1
راه حل
اجازه دهید تعیین کنیم که چه فرآیندهایی در سیستم اتفاق می افتد، چه حالت هایی از ماده را مشاهده کردیم و چه چیزی را به دست آوردیم.
بخار آب متراکم می شود و گرما می دهد.
از انرژی حرارتی برای ذوب یخ ها و شاید برای گرم کردن آب موجود و آب به دست آمده از یخ استفاده می شود.
اول از همه، بیایید بررسی کنیم که با متراکم شدن جرم بخار موجود، چه مقدار گرما آزاد می شود:
Q p = - r m p ; Q p = 2.26 10 6 10 - 2 = 2.26 10 4 (D w)،
در اینجا از مواد مرجع r = 2, 26 · 10 6 J kg داریم - گرمای ویژه تبخیر (همچنین برای تراکم استفاده می شود).
برای ذوب یخ به مقدار زیر نیاز دارید:
Q i = λ m i Q i = 6 10 - 2 3، 3 10 5 ≈ 2 10 4 (D g)،
در اینجا از مواد مرجع، λ = 3، 3 · 10 5 J kg داریم - گرمای ویژه ذوب یخ.
معلوم می شود که بخار بیش از آنچه که لازم است فقط برای ذوب یخ موجود گرما می دهد، به این معنی که معادله تعادل حرارتی را به صورت زیر می نویسیم:
r m p + c m p (T p - T) = λ m i + c (m υ + m i) (T - T i) .
گرما در حین تراکم بخار با جرم m p و خنک شدن آب تشکیل شده از بخار از دمای T p تا T مطلوب آزاد می شود. گرما با ذوب یخ با جرم m i و گرم کردن آب با جرم m υ + m i از دمای Ti تا T جذب می شود. اجازه دهید T - T i = ∆ T را برای تفاوت T p - T نشان دهیم که به دست می آید:
T p - T = T p - T i - ∆ T = 100 - ∆ T .
معادله تعادل حرارتی به صورت زیر خواهد بود:
r m p + c m p (100 - ∆ T) = λ m i + c (m υ + m i) ∆ T ; c (m υ + m i + m p) ∆ T = r m p + c m p 100 - λ m i ; ∆ T = r m p + c m p 100 - λ m i c m υ + m i + m p .
بیایید با در نظر گرفتن این واقعیت که ظرفیت گرمایی آب جدول بندی شده است، محاسبات را انجام دهیم
c = 4, 2 10 3 J k g K, T p = t p + 273 = 373 K, T i = t i + 273 = 273 K: ∆ T = 2, 26 10 6 10 - 2 + 4, 2 10 3 10 - 2 10 2 - 6 10 - 2 3, 3 10 5 4, 2 10 3 5, 7 10 - 1 ≈ 3 (K)
سپس T = 273 + 3 = 276 K
پاسخ:دمای آب در ظرف پس از برقراری تعادل حرارتی 276 کلوین خواهد بود.
مثال 2
شکل 2 بخشی از ایزوترم را نشان می دهد که مربوط به انتقال یک ماده از حالت کریستالی به حالت مایع است. چه چیزی با این ناحیه در نمودار p, T مطابقت دارد؟
طراحی 2
پاسخ:کل مجموعه حالت هایی که در نمودار p، V توسط یک پاره خط افقی در نمودار p، T نشان داده شده است، با یک نقطه نشان داده می شود که مقادیر p و T را تعیین می کند که در آن تبدیل از یک حالت تجمع می شود. به دیگری رخ می دهد.
اگر خطایی در متن مشاهده کردید، لطفاً آن را برجسته کرده و Ctrl+Enter را فشار دهید
تقریباً تمام مواد شناخته شده، بسته به شرایط، در حالت گاز، مایع، جامد یا پلاسما هستند. به این می گویند حالت ماده . وضعیت فیزیکی تأثیر نمی گذارد خواص شیمیاییو ساختار شیمیایی یک ماده، اما بر وضعیت فیزیکی (چگالی، ویسکوزیته، دما و غیره) و سرعت فرآیندهای شیمیایی تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، آب در حالت گاز بخار است، در حالت مایع مایع است، در حالت جامد یخ، برف، یخبندان است. ترکیب شیمیایی یکسان است، اما خواص فیزیکی متفاوت است. تفاوت مشخصات فیزیکیبا فواصل مختلف بین مولکول های یک ماده و نیروهای جاذبه بین آنها مرتبط است.
معمولی برای گازهافواصل زیاد بین مولکول ها و نیروهای جاذبه کوچک. مولکول های گاز در حرکت آشفته ای هستند. این توضیح می دهد که چگالی گازها کم است، آنها شکل خاص خود را ندارند، کل حجم ارائه شده به آنها را اشغال می کنند و هنگامی که فشار تغییر می کند، گازها حجم خود را تغییر می دهند.
در حالت مایعمولکول ها به هم نزدیکتر هستند، نیروهای جاذبه بین مولکولی افزایش می یابد، مولکول ها در حرکت انتقالی آشفته هستند. بنابراین، چگالی مایعات بسیار بیشتر از چگالی گازها است، حجم معینی تقریباً مستقل از فشار است، اما مایعات شکل خاص خود را ندارند، بلکه شکل ظرف ارائه شده را به خود می گیرند. آنها با "نظم کوتاه برد" مشخص می شوند، یعنی اصول یک ساختار کریستالی (بعدا مورد بحث قرار خواهد گرفت).
در جامدات ذرات (مولکول ها، اتم ها، یون ها) به قدری به یکدیگر نزدیک هستند که نیروهای جاذبه توسط نیروهای دافعه متعادل می شوند، یعنی ذرات حرکات نوسانی از خود نشان می دهند و هیچ حرکت انتقالی ندارند. بنابراین، ذرات اجسام جامد در نقاط خاصی از فضا قرار دارند، آنها با "نظم دوربرد" مشخص می شوند (بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت)، اجسام جامد شکل و حجم خاصی دارند.
پلاسماهر جسمی است که در آن ذرات باردار الکتریکی (الکترون ها، هسته ها یا یون ها) به طور آشفته حرکت می کنند. حالت پلاسما در طبیعت غالب است و تحت تأثیر عوامل یونیزان رخ می دهد: درجه حرارت بالا، تخلیه الکتریکی، تابش الکترومغناطیسیانرژی های بالا و غیره دو نوع پلاسما وجود دارد: همدماو تخلیه گاز . اولین مورد تحت تأثیر دمای بالا رخ می دهد، کاملاً پایدار است، برای مدت طولانی وجود دارد، به عنوان مثال، خورشید، ستاره ها، رعد و برق توپ. دومی تحت تأثیر یک تخلیه الکتریکی رخ می دهد و تنها در صورت وجود پایدار است میدان الکتریکیبه عنوان مثال، در لوله های روشنایی گاز. پلاسما را می توان گازی یونیزه دانست که از قوانین گاز ایده آل پیروی می کند.
با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:
اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:
| توییت |
تمامی موضوعات این بخش:
ورونژ 2011
سخنرانی شماره 1 (2 ساعت) سوالات مقدمه: 1. موضوع شیمی. اهمیت شیمی در مطالعه طبیعت و توسعه فناوری. 2. پایه
قوانین کمی اولیه شیمی
قوانین کمی اولیه شیمی عبارتند از: قانون ثبات ترکیب، قانون نسبت های چندگانه و قانون معادل ها. این قوانین در سال کشف شد پایان سیزدهم – اوایل XIXقرن ها، و
مدل مدرن ساختار اتم
نظریه مدرن ساختار اتم بر اساس کار جی. تامسون است (که الکترون را در سال 1897 کشف کرد و در سال 1904 مدلی از ساختار اتم ارائه کرد که بر اساس آن اتم یک کره باردار است.
عدد کوانتومی مداری 0 1 2 3 4
هر مقدار l مربوط به یک اوربیتال از یک شکل خاص است، به عنوان مثال، اوربیتال s یک شکل کروی دارد، اوربیتال p دارای شکل دمبل است. در همان پوسته، انرژی سطوح فرعی در سری E افزایش می یابد
ساختار اتم های چند الکترونی
مانند هر سیستمی، اتم ها برای حداقل انرژی تلاش می کنند. این در حالت خاصی از الکترون ها به دست می آید، یعنی. در توزیع معینی از الکترون ها بر روی اوربیتال ها. رکورد
خواص دوره ای عناصر
از آنجایی که ساختار الکترونیکی عناصر به طور متناوب تغییر می کند، بنابراین، بر این اساس، خواص عناصر تعیین شده توسط ساختار الکترونیکی آنها، مانند انرژی یونیزاسیون،
جدول تناوبی عناصر توسط D.I.Mendeleev
در سال 1869، D.I Mendeleev کشف قانون تناوبی را اعلام کرد که فرمول مدرن آن به شرح زیر است: خواص عناصر، و همچنین اشکال و خواص ترکیبات آنها.
مشخصات کلی پیوندهای شیمیایی
دکترین ساختار ماده دلایل تنوع ساختار مواد را در حالت های مختلف تجمع توضیح می دهد. روش های مدرن فیزیکی و فیزیکوشیمیایی امکان تعیین تجربی را فراهم می کند
انواع پیوندهای شیمیایی
انواع اصلی پیوندهای شیمیایی شامل پیوندهای کووالانسی (قطبی و غیرقطبی)، یونی و فلزی است. پیوند کووالانسیتماس گرفت پیوند شیمیایی، شکل گرفت
انواع برهمکنش های بین مولکولی
پیوندهایی که در شکل گیری آنها بازآرایی پوسته های الکترونیکی رخ نمی دهد، برهمکنش بین مولکول ها نامیده می شود. انواع اصلی برهمکنش بین مولکول ها عبارتند از:
ساختار فضایی مولکول ها
ساختار فضایی مولکول‌ها به جهت فضایی همپوشانی ابرهای الکترونی به تعداد اتم‌های موجود در مولکول و تعداد جفت‌های الکترونی پیوند بستگی دارد.
حالت گازی یک ماده. قوانین گازهای ایده آل گازهای واقعی
گازها در طبیعت رایج هستند و به طور گسترده در فناوری استفاده می شوند. آنها به عنوان سوخت، خنک کننده، مواد خام برای صنایع شیمیایی، سیال کار برای انجام کارهای مکانیکی استفاده می شوند.
ویژگی های حالت مایع یک ماده
مایعات در خواص خود یک موقعیت میانی بین اجسام گازی و جامد را اشغال می کنند. در نزدیکی نقطه جوش آنها شبیه گازها هستند: سیال، بدون شکل مشخص، بی شکل
خصوصیات برخی از مواد
ماده نوع کریستال انرژی شبکه کریستالی، kJ/mol دما
مفاهیم کلی ترمودینامیک
ترمودینامیک علمی است که تحولات را مطالعه می کند اشکال گوناگونانرژی به یکدیگر و ایجاد قوانین این دگرگونی ها. به عنوان یک رشته مستقل
ترموشیمی. اثرات حرارتی واکنش های شیمیایی
هر گونه فرآیند شیمیایی و همچنین تعدادی از دگرگونی های فیزیکی مواد (تبخیر، تراکم، ذوب، تبدیلات چند شکلی و غیره) همیشه با تغییر در ذخیره داخلی همراه است.
قانون هس و پیامدهای آن
بر اساس مطالعات تجربی متعدد، آکادمیک روسی G.I Hess قانون اساسی گرما شیمی (1840) - قانون ثبات مجموع گرمای جهان واقعی را کشف کرد.
اصل عملکرد یک موتور حرارتی کارایی سیستم
موتور حرارتی وسیله ای است که گرما را به کار تبدیل می کند. اولین موتور حرارتی در پایان قرن هجدهم (موتور بخار) اختراع شد. حالا دو تا هستند
انرژی آزاد و محدود. آنتروپی سیستم
مشخص است که هر شکلی از انرژی را می توان به طور کامل به گرما تبدیل کرد، اما گرما فقط به طور جزئی به انواع دیگر انرژی تبدیل می شود، مشروط به ذخیره انرژی داخلی سیستم.
تأثیر دما بر جهت واکنش های شیمیایی
DH DS DG جهت واکنش DH< 0
DS >0 DG< 0
مفهوم سینتیک شیمیایی
سینتیک شیمیاییمطالعه سرعت واکنش های شیمیایی و وابستگی آن به عوامل مختلف است - ماهیت و غلظت واکنش دهنده ها، فشار،
عوامل موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی. قانون عمل توده ای
سرعت واکنش های شیمیایی تحت تأثیر عوامل زیر است: ماهیت و غلظت مواد واکنش دهنده. دما، ماهیت حلال، وجود کاتالیزور و غیره
تئوری فعال شدن مولکول ها. معادله آرنیوس
سرعت هر واکنش شیمیایی به تعداد برخورد مولکول های واکنش دهنده بستگی دارد، زیرا تعداد برخوردها متناسب با غلظت مواد واکنش دهنده است. با این حال، همه چیز جدول نیست
ویژگی های واکنش های کاتالیزوری نظریه های کاتالیزور
سرعت یک واکنش شیمیایی را می توان با استفاده از یک کاتالیزور کنترل کرد. موادی که در واکنش ها شرکت می کنند و سرعت آن را تغییر می دهند (اغلب افزایش می دهند) و در پایان واکنش باقی می مانند
واکنش های برگشت پذیر و غیر قابل برگشت. علائم تعادل شیمیایی
تمام واکنش ها را می توان به دو گروه برگشت پذیر و غیر قابل برگشت تقسیم کرد. واکنش‌های برگشت‌ناپذیر با بارش، تشکیل یک ماده با تفکیک ضعیف یا آزاد شدن گاز همراه است. میدان برگشت پذیر
ثابت تعادل شیمیایی
یک واکنش شیمیایی برگشت پذیر را در نظر بگیرید نمای کلی، که در آن همه مواد در یک حالت تجمع هستند، به عنوان مثال، مایع: aA + bB D cC + dD، که در آن
قانون فاز گیبس نمودار آب
ویژگی های کیفی سیستم های تعادل ناهمگن که در آن هیچ فعل و انفعال شیمیایی رخ نمی دهد، اما فقط یک انتقال مشاهده می شود. اجزاءسیستم ها از یک حالت تجمع
قانون فاز برای آب شکل دارد
С = 1+ 2 – Ф = 3 – Ф اگر Ф = 1، سپس С = 2 (سیستم دو متغیره است) Ф = 2، سپس С = 1 (سیستم تک متغیری است) Ф = 3، سپس С = 0 (سیستم غیر متغیر است) Ф = 4، سپس C = -1 (
مفهوم میل ترکیبی شیمیایی مواد. معادلات ایزوترم ها، ایزوبارها و ایزوکورهای واکنش های شیمیایی
اصطلاح "میل ترکیبی" به توانایی مواد برای وارد شدن به فعل و انفعالات شیمیایی با یکدیگر اشاره دارد. برای مواد مختلف به ماهیت مواد واکنش دهنده بستگی دارد
نظریه انحلال حلال (هیدرات).
محلول ها سیستم های همگن متشکل از دو یا چند ماده هستند که ترکیب آنها می تواند در محدوده های نسبتاً گسترده و محلول مجاز متفاوت باشد.
خواص کلی محلول ها
که در اواخر نوزدهمقرن، Raoult، Van't Hoff، Arrhenius الگوهای بسیار مهمی را ایجاد کردند که غلظت یک محلول را با فشار بخار اشباع حلال بالاتر از محلول، دما وصل می کند.
انواع محلول های مایع انحلال پذیری
توانایی تشکیل محلول های مایع به درجات مختلفی در مواد مختلف بیان می شود. برخی از مواد می توانند به طور نامحدود حل شوند (آب و الکل)، برخی دیگر - فقط به میزان محدودی.
خواص الکترولیت های ضعیف
هنگامی که الکترولیت ها در آب یا سایر حلال های متشکل از مولکول های قطبی حل می شوند، دچار تفکیک می شوند، به عنوان مثال. کم و بیش به مثبت و منفی تقسیم می شود
خواص الکترولیت های قوی
الکترولیت هایی که تقریباً به طور کامل در محلول های آبی تفکیک می شوند، الکترولیت های قوی نامیده می شوند. الکترولیت‌های قوی شامل اکثر نمک‌هایی می‌شوند که قبلاً در آن وجود دارند
اگر این شرایط برآورده شود، ذرات کلوئیدی دارای بار الکتریکی و پوسته هیدراتاسیون می شوند که از بارش آنها جلوگیری می کند.
روش های پراکندگی برای تولید سیستم های کلوئیدی عبارتند از: مکانیکی - خرد کردن، آسیاب، سنگ زنی و غیره. الکتریکی – تولید نمک های فلزی تحت عمل
پایداری محلول های کلوئیدی انعقاد. پپتیزاسیون
پایداری یک محلول کلوئیدی به عنوان ثبات خواص اساسی این محلول درک می شود: حفظ اندازه ذرات (پایداری تجمعی)
ویژگی های سیستم های پراکنده کلوئیدی
تمام خواص سیستم های پراکنده کلوئیدی را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد: جنبشی مولکولی، نوری و الکتروکینتیک. اجازه دهید سینتیک مولکولی را در نظر بگیریم
ویژگی های فرآیندهای متابولیک
واکنش های شیمیاییبه تبادل و ردوکس (Ox-Red) تقسیم می شوند. اگر واکنش حالت اکسیداسیون را تغییر ندهد، چنین واکنش هایی را واکنش های تبادلی می نامند. آنها ممکن است
ویژگی های فرآیندهای ردوکس
در طی واکنش های ردوکس، حالت اکسیداسیون یک ماده تغییر می کند. واکنش‌ها را می‌توان به واکنش‌هایی تقسیم کرد که در یک حجم واکنش انجام می‌شوند (به عنوان مثال، در
مفاهیم کلی الکتروشیمی. هادی از نوع اول و دوم
الکتروشیمی شاخه ای از شیمی است که به بررسی الگوهای تبدیل متقابل انرژی الکتریکی و شیمیایی می پردازد. فرآیندهای الکتروشیمیایی را می توان تقسیم کرد
مفهوم پتانسیل الکترود
اجازه دهید فرآیندهای رخ داده در سلول های گالوانیکی را در نظر بگیریم، به عنوان مثال، فرآیندهای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی. عنصر گالوانیکی الکتروشیمیایی نامیده می شود
سلول Galvanic Daniel-Jacobi
سیستمی را در نظر بگیرید که در آن دو الکترود در محلول های یون های خود قرار دارند، به عنوان مثال، یک سلول گالوانیک دانیل-ژاکوبی. این شامل دو نیمه عنصر است: از یک صفحه روی، غوطه ور
نیروی محرکه الکتریکی یک سلول گالوانیکی
حداکثر اختلاف پتانسیل بین الکترودهایی که می توان هنگام کار یک سلول گالوانیکی به دست آورد، نیروی الکتروموتور (EMF) سلول نامیده می شود.
پلاریزاسیون و اضافه ولتاژ
در طی فرآیندهای خود به خود، پتانسیل تعادلی الکترودها ایجاد می شود. هنگام عبور جریان الکتریسیتهپتانسیل الکترودها تغییر می کند. تغییر پتانسیل الکترود
الکترولیز. قوانین فارادی
الکترولیز نامی است که به فرآیندهایی گفته می شود که بر روی الکترودها تحت تأثیر جریان الکتریکی تامین شده از یک منبع جریان خارجی از طریق الکترولیت ها اتفاق می افتد. هنگام انتخاب شدن
خوردگی فلز
خوردگی عبارت است از تخریب فلز در اثر برهمکنش فیزیکی و شیمیایی آن با محیط. این یک فرآیند خود به خودی است که با کاهش در سیستم انرژی گیبس رخ می دهد
روشهای تولید پلیمرها
پلیمرها ترکیباتی با مولکولی بالا هستند که با وزن مولکولی از چندین هزار تا چندین میلیون مشخص می شوند. مولکول های پلیمری نامیده می شوند
ساختار پلیمری
ماکرومولکول های پلیمری می توانند خطی، شاخه ای و شبکه ای باشند. پلیمرهای خطی پلیمرهایی هستند که از آن ساخته می شوند زنجیر بلندعناصر تک بعدی، یعنی
خواص پلیمرها
خواص پلیمرها را می توان به شیمیایی و فیزیکی تقسیم کرد. هر دو ویژگی با ویژگی های ساختاری پلیمرها، روش تهیه آنها و ماهیت موارد معرفی شده در ارتباط است.
کاربرد پلیمرها
الیاف، فیلم ها، لاستیک ها، لاک ها، چسب ها، پلاستیک ها و مواد کامپوزیت (کامپوزیت) از پلیمرها تولید می شوند. الیاف با فشردن محلول ها یا
برخی از معرف ها برای شناسایی کاتیون ها
Reagent Formula Cation Reaction محصول Alizarin C14H6O
روشهای تحلیل ابزاری
که در سال های گذشتهروش های ابزاری تجزیه و تحلیل روز به روز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. آنها مزایای زیادی دارند: سرعت، حساسیت بالا، توانایی تعیین همزمان
معرفی
1. حالت فیزیکی ماده گاز است
2. حالت فیزیکی ماده مایع است
3. حالت ماده - جامد
4. حالت چهارم ماده پلاسما است
نتیجه
فهرست ادبیات استفاده شده
معرفی
همانطور که می دانید بسیاری از مواد در طبیعت می توانند در سه حالت جامد، مایع و گاز وجود داشته باشند.
برهمکنش بین ذرات یک ماده در حالت جامد بارزتر است. فاصله بین مولکول ها تقریباً برابر با اندازه خودشان است. این منجر به یک برهمکنش نسبتاً قوی می شود که عملاً حرکت ذرات را غیرممکن می کند: آنها حول یک موقعیت تعادل خاصی در نوسان هستند. شکل و حجم خود را حفظ می کنند.
خواص مایعات نیز با ساختار آنها توضیح داده می شود. ذرات ماده در مایعات با شدت کمتری نسبت به جامدات تعامل دارند و بنابراین می توانند مکان خود را به طور ناگهانی تغییر دهند - مایعات شکل خود را حفظ نمی کنند - آنها سیال هستند.
گاز مجموعه ای از مولکول ها است که به طور تصادفی در همه جهات مستقل از یکدیگر حرکت می کنند. گازها شکل خاص خود را ندارند، کل حجم ارائه شده به آنها را اشغال می کنند و به راحتی فشرده می شوند.
حالت دیگری از ماده وجود دارد - پلاسما.
هدف از این کار بررسی حالات مجموع موجود ماده، شناسایی تمام مزایا و معایب آنهاست.
برای انجام این کار، انجام و در نظر گرفتن حالات کل زیر ضروری است:
2. مایعات
3. جامدات
3. حالت ماده - جامد
جامد،یکی از چهار حالت تجمع یک ماده، متفاوت از سایر حالت های تجمع (مایعات، گازها، پلاسما) ثبات شکل و ماهیت حرکت حرارتی اتم ها که ارتعاشات کوچکی را در اطراف موقعیت های تعادلی انجام می دهند. همراه با حالت کریستالی قفسه سینه، t حالت بی شکلاز جمله حالت شیشه ای. کریستال ها با نظم دوربرد در آرایش اتم ها مشخص می شوند. که در اجسام بی شکلهیچ سفارش دوربردی وجود ندارد
حالات مجموع ماده (از لاتین aggrego - من وصل می کنم، وصل می کنم) - این ها حالت های یک ماده هستند، انتقال بین آنها با تغییرات ناگهانی مطابقت دارد انرژی آزادآنتروپی، چگالی و سایر پارامترهای فیزیکی ماده.
گاز (گاز فرانسوی، مشتق شده از یونانی آشوب - آشوب) حالتی از تجمع یک ماده است که در آن نیروهای برهمکنش ذرات آن، که کل حجم ارائه شده به آنها را پر می کند، ناچیز است. در گازها، فواصل بین مولکولی زیاد است و مولکول ها تقریبا آزادانه حرکت می کنند.
- گازها را می توان به عنوان بخارهای فوق گرم یا اشباع نشده در نظر گرفت.
- در بالای سطح هر مایع به دلیل تبخیر بخار وجود دارد. وقتی فشار بخار تا حد معینی افزایش می‌یابد که فشار بخار اشباع نامیده می‌شود، تبخیر مایع متوقف می‌شود، زیرا فشار بخار و مایع یکسان می‌شود.
- کاهش حجم بخار اشباع به جای افزایش فشار، باعث تراکم بخشی از بخار می شود. بنابراین فشار بخار نمی تواند بیشتر از فشار بخار اشباع باشد. حالت اشباع با جرم اشباع موجود در جرم 1 متری بخار اشباع مشخص می شود که به دما بستگی دارد. بخار اشباع در صورت افزایش حجم یا افزایش دمای آن می تواند غیراشباع شود. اگر دمای بخار بسیار بالاتر از نقطه جوش مربوط به فشار معین باشد، بخار فوق گرم نامیده می شود.
پلاسما گازی است جزئی یا کاملاً یونیزه که در آن چگالی بارهای مثبت و منفی تقریباً برابر است. خورشید، ستاره ها، ابرهای ماده بین ستاره ای از گازهای خنثی یا یونیزه شده (پلاسما) تشکیل شده اند. بر خلاف سایر حالت‌های تجمع، پلاسما گازی از ذرات باردار (یون‌ها، الکترون‌ها) است که در فواصل زیاد با یکدیگر برهمکنش می‌کنند، اما در چینش ذرات نه برد کوتاه و نه ترتیب دوربرد دارند.
مایع - این حالت تجمع یک ماده، حد واسط بین جامد و گاز است.
- مایعات دارای برخی از ویژگی های جامد (حجم خود را حفظ می کند، سطحی را تشکیل می دهد، استحکام کششی خاصی دارد) و گاز (شکل ظرفی را که در آن قرار دارد به خود می گیرد).
- حرکت حرارتی مولکول ها (اتم ها) مایع ترکیبی از ارتعاشات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی و پرش های مکرر از یک موقعیت تعادلی به موقعیت دیگر است.
- در عین حال، حرکت آهسته مولکول ها و ارتعاشات آنها در داخل حجم های کوچک رخ می دهد، جهش های مکرر مولکول ها نظم دوربرد در آرایش ذرات را مختل می کند و سیالیت مایعات را تعیین می کند، و ارتعاشات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی وجود کوتاه را مشخص می کند. - ترتیب محدوده در مایعات
مایعات و جامدات را بر خلاف گازها می توان محیطی بسیار متراکم در نظر گرفت. در آنها، مولکول ها (اتم ها) بسیار نزدیکتر به یکدیگر قرار دارند و نیروهای برهمکنش چندین مرتبه بزرگتر از گازها هستند. بنابراین، مایعات و جامدات به طور قابل توجهی دارند فرصت های محدودبرای انبساط، بدیهی است که نمی توانند حجم دلخواه را اشغال کنند، و در فشار و دمای ثابت، حجم خود را حفظ می کنند، صرف نظر از اینکه در چه حجمی قرار می گیرند. انتقال از یک حالت تجمع ساختاری تر به حالتی با نظم کمتر نیز می تواند به طور مداوم رخ دهد. در این راستا، به جای مفهوم حالت تجمع، توصیه می شود از یک مفهوم گسترده تر - مفهوم فاز استفاده کنید.
فاز مجموعه ای از تمام قسمت های سیستم است که دارای یکسان هستند ترکیب شیمیاییو در همین شرایط بودن این امر با وجود همزمان فازهای تعادل ترمودینامیکی در یک سیستم چند فازی توجیه می شود: مایع با بخار اشباع آن. آب و یخ در نقطه ذوب؛ دو مایع غیر قابل اختلاط (مخلوطی از آب با تری اتیلامین) که در غلظت‌های متفاوت هستند. وجود جامدات آمورف که ساختار مایع را حفظ می کنند (حالت آمورف).
حالت جامد آمورف ماده نوعی حالت مایع فوق خنک است و از نظر ویسکوزیته بسیار بالاتر و مقادیر عددی خصوصیات جنبشی با مایعات معمولی متفاوت است.
حالت جامد کریستالی ماده حالتی از تجمع است که با نیروهای برهمکنش بزرگ بین ذرات ماده (اتم ها، مولکول ها، یون ها) مشخص می شود. ذرات جامد حول موقعیت‌های تعادل متوسط که گره‌های شبکه نامیده می‌شوند در نوسان هستند. ساختار این مواد مشخص می شود درجه بالاترتیب (ترتیب دوربرد و کوتاه برد) - نظم در آرایش (ترتیب هماهنگی)، جهت (ترتیب جهت گیری) ذرات ساختاری یا نظم در خواص فیزیکی (مثلاً در جهت گیری گشتاورهای مغناطیسی یا دوقطبی الکتریکی). لحظات). منطقه وجود فاز مایع نرمال برای مایعات خالص، بلورهای مایع و مایع به ترتیب از دماهای پایین توسط انتقال فاز به حالت جامد (بلور شدن)، فوق سیال و حالت ناهمسانگرد مایع محدود می شود.