3. Przejścia fazowe pomiędzy trzema stanami skupienia materii:

Transkrypt

1 Temat: Zmiany stanu skupienia. 1. Energia sieci krystalicznej- wielkość dzięki której można oszacować siły przyciągania w krysztale 2. Energia wiązania sieci krystalicznej- ilość energii potrzebnej do przemiany 1 mola substancji ze stanu stałego w stan gazowy, gdzie cząsteczki gazowe są takie same jak cząsteczki sieci krystalicznej. 3. Przejścia fazowe pomiędzy trzema stanami skupienia materii: 4. Topnienie to proces przejścia ciała ze stanu stałego na ciekły. Kiedy ogrzewamy ciało stałe o temperaturze niższej niż temperatura topnienia, rośnie jego temperatura, czyli jego energia wewnętrzna. Energia wewnętrzna w ciałach krystalicznych jest złożona z energii kinetycznej drgań cieplnych cząsteczek, które znajdują się w węzłach sieci krystalicznej oraz energii potencjalnej wzajemnego oddziaływania tych cząsteczek. Przejście ciała ze stanu stałego w stan ciekły zachodzi wtedy, gdy w zniszczonej sieci krystalicznej naruszone zostanie dalekie uporządkowanie, ale zachowane zostaną więzy między cząsteczkami w sieci, które zapewnią bliskie uporządkowanie. 5. Sublimacją nazywamy przejście ciała stałego bezpośrednio w stan gazowy. Proces ten następuje, gdy podczas dostarczenia energii do kryształu zniszczone zostają więzy między cząsteczkami sieci krystalicznej.

2 6. Resublimacja jest procesem odwrotnym so sublimacji. Polega na zmianie stanu gazowego bezpośrednio w stan stały, z pominięciem fazy ciekłej. W procesie tym, gaz oddaje do otoczenia energię w formie ciepła i powoduje zmniejszenie ruchów termicznych cząsteczek gazu i powstawanie silnych wiązań między nimi. Stosunek wartości energii, jaką gaz musi oddać do otoczenia, aby przejść do stanu stałego nazywany jest ciepłem resublimacji (cr) 7. Krzepnięcie to proces odwrotny do procesu topnienia i zachodzi w temperaturze krzepnięcia, która jest równa temperaturze topnienia. 8. Ciecz przechłodzona- Ciecz, która posiada temperaturę niższą od temperatury krzepnięcia 9. Ciała amorficzne- Ciała stałe, które nie tworzą Siecie krystalicznej, nie posiadają również temperatury, w której następuje ścisłe przejście fazowe ze stanu stałego w ciekły; można je traktować jako przechłodzoną ciecz 10. Parowanie to proces przejścia ciała ze stanu ciekłego w stan gazowy. Proces ten następuje w każdej temperaturze. Kiedy ogrzewamy ciecz, dostarczona energia jest zużywana na wzrost energii wewnętrznej cieczy i na zwiększenie energii kinetycznej cząsteczek cieczy. Cząsteczki cieczy ciągle się ze sobą zderzają i wymieniają energię kinetyczną. Niektóre z nich w wyniku zderzeń uzyskują taką energię kinetyczną, że mogą pokonać siły oddziaływania międzycząsteczkowego i przejść w stan gazowy. 11. Para nasycona- para o największym w danej temperaturze ciśnieniu 12. Wilgotność bezwzględna- masa pary wodnej zawartej w Wilgotność względna- stosunek masy pary wodnej zawartej w 1 powietrza do masy pary nasyconej zawartej w 1 powietrza w danej temperaturze W= 100%

3 14. Wrzenie to proces parowania cieczy w całej objętości. Cała dostarczana do cieczy energia zużywana jest na wykonanie pracy przeciw siłom przyciągania międzycząsteczkowego cieczy wzrasta wtedy energia potencjalna, ale nie zmienia się średnia energia kinetyczna cząsteczek. Po doprowadzeniu wody do stanu wrzenia cała dostarczona do niej energia zużywana jest na zmianę wody w parę. 15. Skraplanie jest procesem odwrotnym do parowania. Jest to proces z wydzieleniem energii. Cząsteczki pary mające większą energię wewnętrzną niż cząsteczki cieczy tej samej substancji, muszą oddać część swojej energii żeby powstała ciecz. 16. Zależność temperatury lodu od czasu ogrzewania przedstawiona za pomocą wykresu. Gdy lód osiągnie temp. 0 C, nie następuje wówczas dalszy wzrost temperatury, aż do całkowitego stopnienia lodu.

4 Wnioski: 1) Temperatura lodu i wody, która z niego powstała wynosi zawsze 0 C 2) Cała energia dostarczona do lodu w czasie została zużyta na rozerwanie sieci krystalicznej lodu 17. Ilość energii, którą trzeba dostarczyć ciału krystalicznemu, aby w temperaturze topnienia zmienić je w ciecz, możemy wyliczyć ze wzoru: Q=Lm L- ciepło topnienia m- masa ciała, które uległo zamianie w ciecz 18. Zależność temperatury wody (pary wodnej) od czasu ogrzewania (ilość dostarczonej do wody energii jest stała) Wniosek: Cała energia dostarczona do wody w stanie wrzenia zostaje zużyta na parę. Im więcej pary wytworzy się z cieczy, tym większą energię trzeba było dostarczyć.

5 19. Ilość energii, którą należało dostarczyć do cieczy, żeby w temperaturze wrzenia zamienić ją w parę wodną opisujemy wzorem: R- ciepło parowania w temperaturze wrzenia m- masa cieczy, która uległa zmianie w parę Q= Rm 20. Energia pobrana w czasie zmiany 1kg lodu o temperaturze -10 C w parę o temperaturze 100 C Podczas zamiany 1kg pary wodnej o temperaturze 100 C w lód o temp. 0 C wydzieli się tyle samo energii, ile należy dostarczyć do 1kg lodu o temp. 0 C, aby zmienić go w parę wodną o temp. 100 C