몫:
상태 유형 및 특성의 변경 (예제 포함)
그 국가의 변화 그들은 물질이 가역적 인 물리적 변화를 겪는 열역학적 현상입니다. 열 전달은 물질과 환경 사이에서 발생하기 때문에 열역학이라고합니다. 또는 무엇이 같은가, 물질의 재배치를 유도하는 물질과 에너지 사이의 상호 작용이있다.
상태 변화를 경험하는 입자는 그 전후에 동일하게 남아 있습니다. 압력과 온도는 한 단계 또는 다른 단계에서 어떻게 수용되는지에 중요한 변수입니다. 상태의 변화가 발생할 때, 2 개의 상이한 물리적 상태에서 동일한 물질로 구성된 2 상 시스템이 형성된다.
상단 이미지는 정상 상태에서 재료가 겪은 주 변화를 보여줍니다.
청색 물질의 단단한 입방체는 그 주변의 온도 및 압력에 따라 액체 또는 기체가 될 수 있습니다. 그 자체로 단 하나의 위상 즉 단단한 위상만을 나타냅니다. 그러나 용융 순간 즉 용융이라 불리우는 고체 - 액체 평형이 이루어집니다 (큐브와 청색 방울 사이의 빨간색 화살표).
융합이 일어나기 위해서는 입방체의 온도를 높이기 위해 주위로부터 열을 흡수해야합니다. 그러므로 그것은 흡열 과정입니다. 일단 큐브가 완전히 녹 으면 다시 한번 단 하나의 상 : 액체 상태의 상.
이 푸른 빛의 방울은 열을 계속 흡수 할 수있어 온도가 올라가고 기포가 형성됩니다. 다시 한 가지 액체와 다른 기체의 두 단계가 있습니다. 모든 액체가 끓는점을 통해 증발하면 끓거나 기화 된 것으로 간주됩니다.
이제 푸른 물방울이 구름으로 변했습니다. 지금까지 모든 과정은 흡열 반응이었습니다. 푸른 색 가스는 가열 될 때까지 열을 계속 흡수 할 수 있습니다. 그러나, 지상 조건이 주어지면, 이것은 반대로 액체에서 다시 냉각되고 응축되는 경향이있다 (응축).
반면 구름은 고체상에 직접 증착 될 수 있으며 다시 고체상의 입방체를 형성합니다 (증착). 이 마지막 두 과정은 발열 반응 (파란색 화살표)입니다. 즉, 그들은 환경이나 환경에 열을 방출한다..
응축 및 침전 이외에, 청색 얼룩이 저온 (응고)에서 얼어 붙을 때 상태 변화가 발생하며,.
색인
- 1 상태 변경 유형 및 특성
- 1.1 융합
- 1.2 기화
- 1.3 결로
- 1.4 응고
- 1.5 승화
- 1.6 증착
- 2 다른 상태 변화
- 3 참고
상태 변경 유형 및 특성
이미지는 고체 상태, 액체 상태 및 기체 상태의 3 가지 (가장 일반적인) 상태에 대한 일반적인 변화를 보여줍니다. 빨간색 화살표가 동반 된 변화는 흡열, 열 흡수를 포함합니다. 푸른 화살표가 붙은 사람들은 발열 반응을하고 열을 방출한다..
다음은 분자 및 열역학 추론에서 얻은 특징 중 일부를 강조한 이들 변화에 대한 간략한 설명입니다.
퓨전
고체 상태에서 입자 (이온, 분자, 클러스터 등)는 자유롭게 움직이지 않고 공간의 고정 된 위치에있는 "죄수"입니다. 그러나 그들은 서로 다른 주파수에서 진동 할 수 있으며 매우 강한 경우 분자간 힘에 의해 부과 된 엄격한 명령은 "무너지기 시작합니다"..
결과적으로 입자가 갇혀있는 상태 (고체)와 더 자유로운 상태 (액체) 사이에서 서로 분리되는 거리를 늘리기에 충분한 두 단계가 얻어집니다. 이를 위해 고체는 열을 흡수해야하므로 입자가 더 큰 힘으로 진동합니다.
이러한 이유 때문에 융합은 흡열이고, 시작할 때 융액은 고체 - 액체 상 사이의 균형이 발생한다고 말한다.
이 변화를 일으키는 데 필요한 열을 열 또는 용융 융해 엔탈피 (ΔH퓨스). 이것은 고체 상태에서 1 몰의 물질을 흡수해야만하는 열의 양 (에너지, kJ 단위로 주로 나타냄)이며 단순히 온도를 올리지 않고.
눈싸움
이를 염두에두고 왜 눈덩이가 손에 녹는 지 이해합니다 (상단 이미지). 이것은 체온을 흡수하여 눈의 온도를 0 ° C 이상으로 올릴 수 있습니다..
눈 속에 존재하는 얼음 결정은 단지 녹이기위한 열을 흡수하고 물 분자는 더 무질서한 구조를 채택합니다. 눈이 녹는 동안 형성 된 물은 온도를 상승시키지 않습니다. 왜냐하면 손의 모든 열이 융합을 완료하기 위해 눈에 의해 사용되기 때문입니다..
기화
물을 계속해서 들고 냄비에 눈을 몇 개 넣고 불을 켜면 눈이 빨리 녹는 것을 볼 수 있습니다. 물이 뜨거워 질 때, 이산화탄소와 다른 가능한 가스 성 불순물의 작은 거품이 내부에서 형성되기 시작합니다..
열은 물의 불규칙적 인 배열을 분자 적으로 팽창시켜 부피를 확장시키고 증기압을 증가시킨다. 그러므로 증발이 증가 된 표면 생성물에서 빠져 나오는 몇 가지 분자가있다.
액체 물은 높은 비열 (4.184J / ° C ∙ g) 때문에 온도가 서서히 증가합니다. 흡수 된 열이 온도를 높이기 위해 더 이상 사용하지 않고 액체 증기 평형을 시작하는 지점이 있습니다. 즉, 끓기 시작하고 열을 흡수하면서 온도를 일정하게 유지하면서 모든 액체가 기체 상태로 들어갑니다..
이것은 끓인 물 표면의 강렬한 버블 링이 관찰되는 곳입니다 (상단 이미지). 초기 수증기의 증기압이 외부 압력과 같아 지도록 액체 수분에 흡수 된 열을 기화 엔탈피 (ΔHVap).
압력의 역할
압력은 또한 국가의 변화에 결정적이다. 증발에 미치는 영향은 무엇입니까? 더 높은 압력에서, 물이 끓일 때 흡수해야하는 열이 크기 때문에 100 ° C 이상에서 증발합니다.
이것은 압력이 증가하면 액체에서 기체 상태로 물 분자가 빠져 나가는 것을 방해하기 때문입니다.
압력솥은이 사실을 이용하여 음식물을 비등점 이상의 온도로 가열합니다.
반면에, 진공 또는 압력 감소가 있기 때문에, 액체 상태의 물은 끓여서 기상으로 이동해야합니다. 많은 또는 거의 압력이 없으면 물을 끓일 때 상태 변화를 완료하기 위해 기화열을 흡수해야합니다.
응축
물이 증발했다. 다음은 무엇입니까? 수증기는 여전히 온도를 상승시켜 심각한 화상을 일으킬 수있는 위험한 전류가됩니다.
그러나 대신에 차갑게한다고 가정 해 봅시다. 어떻게? 환경에 열을 방출하고 열을 방출하면 발열 과정이 일어나고 있다고합니다.
열을 방출 할 때, 고 에너지 기체 성 물 분자가 느려지 기 시작합니다. 또한 증기의 온도가 낮아짐에 따라 상호 작용이보다 효과적으로 시작됩니다. 증기에서 응축 된 물의 첫 번째 물방울, 중력에 의해 끌어 당겨지는 큰 물방울이 뒤 따른다..
일정량의 수증기를 완전히 절약하기 위해서는 동일한 에너지를 ΔH에 반대 부호를 사용하여 방출해야합니다Vap; 즉 응축의 엔탈피 ΔH콘드. 따라서, 역 평형, 증기 액체는 안정하다.
젖은 창
응축은 가정의 창에서 볼 수 있습니다. 추운 기후에서 하우스 내부의 수증기는 창문과 충돌합니다. 창문의 재질은 다른 표면보다 온도가 낮기 때문에.
거기에서 증기 분자가 함께 그룹화되어 손으로 쉽게 제거 할 수있는 얇은 희끄무레 한 층을 만듭니다. 이 분자들이 열을 방출하면 (유리와 공기를 가열 함) 첫 번째 방울을 응축시킬 때까지 더 많은 클러스터를 형성하기 시작합니다 (맨 위 이미지).
방울이 크기를 크게 늘리면 창문을 통해 미끄러 져 물로 잠에서 깨어납니다..
응고
액체 물에서 다른 신체적 변화는 어떤 고통을 줍니까? 냉각으로 인한 응고; 다시 말하면, 그것은 얼어 버린다. 얼음을 녹이기 위해서는 물이 얼음이 흡수하는 열의 양을 방출해야합니다. 다시,이 열은 응고 또는 동결 엔탈피라고 불리며, ΔH콩 (-ΔH퓨스).
냉각되면 물 분자는 에너지를 잃고 분자간 상호 작용은 강하고 방향성을 갖게됩니다. 결과적으로, 그들은 수소 결합으로 정렬되어 소위 얼음 결정체를 형성합니다. 얼음 결정이 성장하는 메커니즘은 외관에 영향을 미칩니다 : 투명 또는 흰색.
얼음 결정이 매우 천천히 성장하면 저온에서 물에 용해되는 가스와 같은 불순물을 가리지 않습니다. 따라서 거품이 빠져 나와 빛과 상호 작용할 수 없습니다. 결과적으로 특별한 얼음 동상만큼이나 투명한 얼음이 있습니다 (맨 위의 이미지).
얼음으로도 똑같은 일이 발생합니다. 냉각으로 고형화되는 다른 물질에서도 일어날 수 있습니다. 아마도 이것은 여러 가지 다 형체가 얻어 질 수 있기 때문에 지상 조건에서 가장 복잡한 물리적 변화 일 것입니다.
승화
수분은 승화 될 수 있습니까? 아니오, 적어도 정상적인 조건에서는 아닙니다 (T = 25 ° C, P = 1 기압). 승화가 일어나기 위해서는 고체에서 기체로 상태가 변하기 때문에 고체의 증기압은 높아야한다..
그것들의 분자간 힘이 매우 강하지 않다는 것이 또한 필수적이며, 바람직하게는 그것들이 분산력
가장 상징적 인 예는 고체 요오드입니다. 그것은 잿빛 자주색 색조의 결정 성 고체이며 증기압이 높습니다. 이것은 보라색의 증기가 방출되어 가열 될 때 볼륨과 팽창이 두드러지게 나타납니다..
위 이미지는 고체 요오드가 유리 용기에서 증발되는 전형적인 실험을 보여줍니다. 보라색 증기가 어떻게 확산되는지를 관찰하는 것은 흥미롭고 흥미 롭습니다. 그리고 시작된 학생은 액체 요오드가없는 것을 확인할 수 있습니다.
이것이 승화의 주요 특징입니다. 액상이 없습니다. 고체가 열을 흡수하여 증기압을 증가시켜 외부 압력과 일치하기 때문에 또한 흡열 반응입니다..
증착
요오드의 승화 실험과 병행하여, 우리는 그 증착물을 가지고있다. 증착은 반대의 변화 또는 전이이다 : 물질은 액상의 형성없이 기체 상태에서 고체 상태로 통과한다..
보라색 요오드 증기가 차가운 표면과 접촉하게되면, 열을 방출하여 열을 방출하여 에너지를 잃고 분자를 다시 회색 보라색 고체 (상단 이미지)로 재 그룹화합니다. 그것은 발열 과정이다..
증착은 정교한 기술에 의해 금속 원자로 도핑 된 재료의 합성에 널리 사용됩니다. 표면이 매우 차가 우면 표면과 증기 입자 사이의 열 교환이 갑자기 일어나 각 액체 상을 통과하지 못하게됩니다.
열 또는 증착 엔탈피 (그리고 보증금)는 승화의 역수 (ΔH하위= - ΔHDep). 이론 상으로는 수많은 물질이 승화 될 수 있지만 이것을 달성하기 위해서는 압력과 온도를 조작 할 필요가 있습니다. 게다가 다이어그램 P가 있어야합니다. 멀리 떨어져있는 가능한 단계가 시각화 될 수있는.
기타 상태 변경
그들에 대한 언급은 없지만 다른 사안들이 있습니다. 때때로 그들은 "각자 조금씩"을 갖는 것이 특징이며, 따라서 그것들의 조합입니다. 그것들을 생성하기 위해서, 압력과 온도는 매우 양 (큰) 또는 음 (작은) 크기로 조작되어야합니다.
따라서 예를 들어, 가스가 과도하게 가열되면, 이들은 음 (-)의 조류가 플라즈마로 알려진 것을 구성 할 때 그들의 전자를 잃게되고 양전하 핵을 잃게됩니다. 전기 전도도가 높기 때문에 "전기 가스"와 동의어입니다..
반면에 온도를 너무 낮추면 물질이 예상치 않게 움직일 수 있습니다. 즉, 절대 영 (0 K) 주변의 고유 한 특성을 나타내며,.
이러한 성질들 중 하나는 초 유동성 (ultrafluidity)과 초전도 성 (superconductivity)이다. 모든 원자가 하나로 작용하는 Bose-Einstein 응축 물의 형성.
심지어 일부 연구는 광물 문제를 지적합니다. 전자기 복사 입자 인 광자는 그룹화되어 광자 분자를 형성합니다. 다시 말하면 이론적으로 빛의 몸체에 질량을 부여하는 것입니다..
참고 문헌
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