Medžiagų agregatinės būsenos: kietoji, skystoji, dujinė ir virimo procesas

Medžiaga mus supa įvairiausiais pavidalais. Vieni daiktai kieti, kiti - skysti, treti - dujiniai. Šie skirtingi pavidalai vadinami agregatinėmis būsenomis. Agregatinė būsena yra fizinis pavidalas, kuriame sutinkamos medžiagos. Medžiagos gali keisti savo būsenas, pereidamos iš vienos į kitą. Šis reiškinys vadinamas agregatinės būsenos pasikeitimu (virsmus). Dėl agregatinės būsenos pasikeitimo keičiasi medžiagos fizinės savybės, tačiau chemiškai medžiaga išlieka ta pati.

Pagrindinės agregatinės būsenos

Yra keturios pagrindinės agregatinės būsenos: kietoji, skystoji, dujinė ir plazminė. Kartais minima ir vakuumine busena.

  • Kietoji būsena: Kietieji kūnai išlaiko savo tūrį ir formą. Kūnuose esantys atomai yra tvirtai susijungę vieni su kitais. Dažniausiai jie būna kristaliniai, kurių atomai ir molekulės erdvėje išsidėstę tvarkingai ir sudaro taisyklingos geometrinės formos struktūras. Tačiau ne visi kieti kūnai yra kristalai. Yra ir amorfinių kūnų, kurie užima tarpinę padėtį tarp kristalinių kietųjų kūnų ir skystųjų. Jų atomai ir molekulės išsidėsto beveik tvarkingai.

  • Skystoji būsena: Skystis nekeičia tūrio, bet lengvai keičia formą. Molekulės skystyje nejuda chaotiškai. Nedideliame tūryje jos sudaro kažką panašaus į kristalinę gardelę, tik molekulės, užimančios gardelės mazgus, laikas nuo laiko peršoka iš vieno mazgo į kitą. Todėl sakoma, kad skysčiai turi kristalinės sandaros pradą - juose yra tik artimoji molekulių išsidėstymo tvarka.

  • Dujinė būsena: Dujos, priešingai nei skysčiai ir kieti kūnai, neišlaiko nei pastovaus tūrio, nei formos. Jos užima visą indo tūrį ir gali plėstis neribotai. Idealiosios dujos yra tokios dujos, tarp kurių molekulių yra labai mažos sąveikos jėgos. Realiosios dujos yra visos praktiškai egzistuojančios dujos. Realios praretintos dujos yra panašios į idealiasias dujas, garai - taip pat realiosios dujos.

    Taip pat skaitykite: Dujinės viryklės keptuvės apžvalga

  • Plazminė būsena: Plazma - iš dalies arba visiškai jonizuotos dujos.

  • Vakuumine būsena: Erdvės dalis, kurioje nėra jokios medžiagos.

Agregatinių būsenų virsmai

Medžiagos gali pereiti iš vienos agregatinės būsenos į kitą. Šie perėjimai vadinami faziniais virsmais. Svarbiausi iš jų yra lydymasis, kietėjimas, garavimas, kondensacija ir virimas.

Lydymasis ir kietėjimas

  • Lydymasis - kietosios medžiagos virsmas skysta medžiaga. Kaitinant kietąjį kūną, jo molekulės ima virpėti vis greičiau ir greičiau. Kietąjį kūną sudaranti medžiaga plečiasi. Pasiekus tam tikrą temperatūrą, vadinamą lydymosi temperatūra, kristalinė gardelė pradeda irti - kūnas lydosi. Kol kūnas lydosi, jo temperatūra nekinta ir lygi lydymosi temperatūrai. Lydymosi metu kūnui suteikiama šiluma suvartojama kristalinei gardelei suardyti. Temperatūra, kurioje lydosi medžiaga, vadinama jos lydymosi temperatūra. Pavyzdžiui, vandens lydymosi temperatūra yra 0 °C. Medžiagų lydymosi temperatūros labai įvairios. Kai medžiagos lydosi, kinta jos tūris. Daugelio lydomų kūnų tūris didėja, tačiau yra ir išimčių.
  • Kietėjimas - skystosios medžiagos virsmas kietąja. Temperatūra, kurioje medžiaga kietėja, yra vadinama kietėjimo temperatūra. Virsdamas kristaliniu kūnu, skystis išskiria tokį pat šilumos kiekį, koks buvo sunaudotas jam išlydyti.

Garavimas ir kondensacija

  • Garavimas - medžiagos virsmas iš skystos į dujinę agregatinę būseną. Tai paviršinis procesas. Skystis garuoja bet kokioje temperatūroje. Garuojant, iš skysčio ar kietojo kūno paviršiaus išlekia molekulės, kurių kinetinė energija viršija molekulių sąveikos potencinę energiją, todėl išlekia greičiausios molekulės ir skystis atvėsta, nes garavimui sunaudojama jo paties šiluma. Kad skystis neatauštų, jį reikia šildyti. Skysčio garavimo sparta priklauso nuo skysčio rūšies ir skysčio paviršiaus ploto. Kietųjų kūnų garavimas vadinamas sublimacija (garuoja ledas, naftalinas, jodas).
  • Kondensacija - garų virsmas skysčiu. Procesas, kurio metu garai virsta skysčiu, vadinamas kondensacija. Kai garavimo greitis = kondensacijos greičiui (kiek molekulių išlekia, tiek pat ir grįžta), tai susidaro dinaminė pusiausvyra, garai tampa sočiais.

Virimas

  • Virimas - procesas, kurio metu skystis garuoja ne tik iš paviršiaus, bet ir iš vidaus. Kaitinant skystį, dalelės juda vis greičiau ir greičiau, kol išlekia iš skysčio ir sudaro dujas. Virimas prasideda tada, kai skystis pasiekia tam tikrą temperatūrą, vadinamą virimo temperatūra. Temperatūra, kurioje skystis verda, yra vadinama virimo temperatūra. Skystis pradeda virti tokioje temperatūroje, kurioje jo sočiųjų garų slėgis burbuliukuose susilygina su slėgiu skystyje. Kol skystis verda, jo temperatūra nekinta (jei nekinta išorinis slėgis), jam suteikiamas šilumos kiekis suvartojamas garavimui.

Šiluma agregatinėms būsenoms keisti

Šilumos kiekis, reikalingas 1 kg skysčio išgarinti, vadinamas specifine garavimo šiluma. Dydis priklauso nuo skysčio prigimties ir temperatūros. Lydymosi metu kūnui suteikiama šiluma suvartojama kristalinei gardelei suardyti. Kai T=Tlyd, kūnui išlydyti reikalingas šilumos kiekis proporcingas jo masei: Qlyd=*m. *- savitoji lydymosi šiluma. Skaitinė jo vertė lygi šilumos kiekiui, reikalingam 1 kg masės kūnui suskystinti lydymosi temperatūroje. Ji priklauso nuo medžiagos prigimties ir išorinių sąlygų. Slėgiui didėjant, daugelio kūnų lydymosi temperatūra didėja.

Taip pat skaitykite: Saugumo aspektai statant dujinę viryklę virš rūsio

Taip pat skaitykite: Pakuotės ir sveikata

tags: #kietoji #skystoji #ir #dujine #medziagos #busena

Populiarūs įrašai: