Tranziții de fază

Tranziții de fază

O tranziție de fază reprezintă trecerea unei substanțe dintr-o stare de agregare în alta.

Chimie

Cuvinte cheie

schimbare de stare de agregare, topire, îngheț, fierbere, evaporare, condensare, sublimare, cristalizare, lichid, solid, gaz, stare de agregare, proprietate fizică, temperatură, presiune, transformare, exoterm, endoterm, Difuziune, termodinamică, chimie, fizică, _javasolt

Suplimente asociate

Animații

Stări de agregare

  • stare solidă
  • stare lichidă
  • stare gazoasă

Cele mai multe substanțe sunt prezente în natură în mai multe stări de agregare. Cele mai cunoscute trei stări de agregare sunt: solidă, lichidă și gazoasă.
Știința distinge și alte stări de agregare care se manifestă în condiții extreme.

În timp ce unele substanțe, - ca de exemplu apa - pot fi observate cu ușurință în toate cele trei stări de agregare, alte substanțe - de exemplu heliul - sunt cunoscute, în condiții normale, într-o singură stare de agregare, dar pot trece și în alte stări de agregare la temperaturi foarte scăzute sau la presiuni foarte mari.

Cea mai importantă diferență dintre stările de agregare este aceea că datorită temperaturii sau presiunii diferite, atracția dintre particule se manifestă mai puternic sau mai slab.

Stare solidă

Particulele care alcătuiesc substanța se mișcă și în substanțele solide, însă de obicei mai lent decât în substanțele aflate în alte stări de agregare. Atracția dintre particule este mai puternică, prin urmare ele se află în stare legată și au o poziție fixă în care realizează mișcări asemănătoare vibrațiilor. Substanțele în stare solidă au un volum definit și o formă proprie.

Există două tipuri de substanță solidă: cristalină și amorfă. În substanțele cu structură cristalină, particulele sunt aranjate într-o ordine geometrică regulată. Astfel de exemple sunt gheața, diamantul și grafitul.
În substanțele cu structură amorfă, nu există o regularitate geometrică bine definită. Printre exemple se numără ceara, bitumul, sticla și cele mai multe materiale plastice.
În timp ce cristalele au un punct de topire bine definit, substanțele amorfe se înmoaie treptat.
Nu există o distincție clară între substanțele solide cu proprietăți cristaline și amorfe; în substanțele amorfe se pot forma părți cu structură cristalină, iar cristalele nu sunt întotdeauna monocristaline, ci conglomerate alcătuite din particule de cristal.

Stare lichidă

În substanțele în stare de agregare lichidă, particulele se mișcă mai repede decât în substanțele solide, dar mai lent decât în gaze.
Atracția dintre ele este mai slabă și nu se pot îndepărta unele de altele, neavând însă o poziție fixă; astfel, particulele se rostogolesc unele pe altele și se mișcă liber în lichid.
Substanțele lichide iau forma recipientului. Nu au o formă proprie stabilă, dar volumul lor este aproximativ constant.

În timp ce anumite lichide își schimbă mai ușor forma, altele sunt mai greu de format.
Apa, de exemplu, este mai lichidă decât mierea sau uleiul.
Această proprietate se numește viscozitate, adică frecare internă. Viscozitatea nu este aceeași cu densitatea, deși în limbajul comun cele două concepte sunt confundate frecvent. Nu există o diferență clară între lichidele cu o viscozitate foarte mare și substanțele solide amorfe; de exemplu, sticla poate fi considerată și un lichid care curge lent.

Stare gazoasă

În substanțele în stare de agregare gazoasă, particulele se mișcă atât de repede și se găsesc atât de departe, încât forța de atracție dintre ele nu se poate manifesta.
Practic, particulele zboară liber, și se ciocnesc între ele și cu pereții recipientului. Din exterior, impactul coliziunilor asupra recipientului este perceput ca o presiune constantă, din care rezultă că gazul are o presiune care se datorează atât masei sale, cât și mișcării rapide a particulelor. Gazele nu au o formă proprie și un volum propriu, ele ocupă întotdeauna spațiul pe care îl au la dispoziție.

Deseori vorbim și despre vapori. Similitudinea dintre gaze și vapori constă în faptul că ambii reprezintă o stare de agregare gazoasă a unei substanțe, însă temperatura vaporilor este mai mică decât temperatura critică caracteristică substanței, ceea ce înseamnă că vaporii pot fi lichefiați prin comprimare; în schimb, gazele a căror temperatură este mai mare decât temperatura critică, nu pot fi comprimate sub formă de lichid. Deseori, aburii care plutesc deasupra apei calde sunt numiți vapori, deși nu sunt vapori, ci nenumărate picături mici de apă condensate care refractă lumina, fiind astfel opace. În schimb, atât vaporii, cât și gazele sunt transparenți.

Tranziții de fază

  • stare solidă
  • stare lichidă
  • stare gazoasă
  • topire
  • îngheţ
  • fierbere, evaporare
  • condensare
  • cristalizare
  • sublimare

În timpul tranzițiilor de fază, în substanță nu au loc modificări chimice, aceasta fiind alcătuită în continuare din aceleași particule. Se schimbă numai poziția și viteza particulelor.
Starea unei substanțe este determinată de temperatură și presiune.
Tranziția de fază poate fi indusă și prin schimbarea temperaturii sau modificarea presiunii.

De exemplu, gheața se topește sub efectul creșterii presiunii, iar scăderea presiunii cauzează fierberea apei.
Temperatura la care are loc topirea, se numește punctul de topire, iar temperatura necesară pentru fierbere este cunoscută sub numele de punctul de fierbere. Ambele depind în mare măsură de presiune.
Pentru majoritatea substanțelor, ambele puncte de temperatură pot fi definite precis - desigur, în funcție de presiune -, dar există substanțe amorfe în cazul cărora tranziția între diferitele stări de agregare este continuă, acestea neavând un punct de topire definit.

În cazul majorității substanțelor, există o tranziție directă între starea de agregare solidă și gazoasă. Prin urmare, substanțele solide pot deveni gazoase fără a trece prin faza lichidă și invers. Trecerea unei substanțe din starea solidă în stare gazoasă se numește sublimare. Exemple de substanțe care sublimează sunt gheața uscată și camforul. Procesul invers este desublimarea, cunoscută și sub denumirea de precipitare sau cristalizare.

Există două tipuri de tranziție de la starea lichidă la starea gazoasă: evaporarea și fierberea. Diferența dintre cele două procese constă în faptul că evaporarea se produce numai la suprafața lichidului, și poate fi observată la orice temperatură.
În timpul fierberii însă, în interiorul lichidului se formează bule de vapori care se ridică la suprafață; acest fenomen se produce numai la o anumită temperatură, numită punct de fierbere, la care presiunea vaporilor din bule este suficient de mare pentru a compensa presiunea atmosferică.

Procese

  • topire
  • îngheţ
  • fierbere, evaporare
  • condensare
  • cristalizare
  • sublimare
  • transfer de căldură
  • cedare de căldură

Narațiune

Cele mai multe substanțe sunt prezente în natură în mai multe stări de agregare. Cele mai cunoscute trei stări de agregare sunt: solidă, lichidă și gazoasă. Știința distinge și alte stări de agregare care se manifestă în condiții extreme.

Cea mai importantă diferență dintre stările de agregare este aceea că datorită temperaturii sau presiunii diferite, atracția dintre particule se manifestă mai puternic sau mai slab.

Particulele care alcătuiesc substanța se mișcă și în substanțele solide, însă de obicei mai lent decât în substanțele aflate în alte stări de agregare. Atracția dintre particule este mai puternică, prin urmare ele se află în stare legată și au o poziție fixă în care realizează mișcări asemănătoare vibrațiilor. Substanțele în stare solidă au un volum definit și o formă proprie.

În substanțele în stare de agregare lichidă, particulele se mișcă mai repede decât în substanțele solide, dar mai lent decât în gaze. Atracția dintre ele este mai slabă și nu se pot îndepărta unele de altele, neavând însă o poziție fixă; astfel, particulele se rostogolesc unele pe altele și se mișcă liber în lichid. Substanțele lichide iau forma recipientului. Nu au o formă proprie stabilă, dar volumul lor este aproximativ constant.

În substanțele în stare de agregare gazoasă, particulele se mișcă atât de repede și se găsesc atât de departe, încât forța de atracție dintre ele nu se poate manifesta.
Practic, particulele zboară liber, și se ciocnesc între ele și cu pereții recipientului. Din exterior, impactul coliziunilor asupra recipientului este perceput ca o presiune constantă, din care rezultă că gazul are o presiune care se datorează atât masei sale, cât și mișcării rapide a particulelor. Gazele nu au o formă proprie și un volum propriu, ele ocupă întotdeauna spațiul pe care îl au la dispoziție.

În timpul tranzițiilor de fază, în substanță nu au loc modificări chimice, aceasta fiind alcătuită în continuare din aceleași particule. Se schimbă numai poziția și viteza particulelor. Starea unei substanțe este determinată de temperatură și presiune.
Tranziția de fază poate fi indusă și prin schimbarea temperaturii sau modificarea presiunii.

În cazul majorității substanțelor, există o tranziție directă între starea de agregare solidă și gazoasă. Prin urmare, substanțele solide pot deveni gazoase fără a trece prin faza lichidă și invers. Trecerea unei substanțe din starea solidă în stare gazoasă se numește sublimare. Exemple de substanțe care sublimează sunt gheața uscată și camforul. Procesul invers este desublimarea, cunoscută și sub denumirea de precipitare sau cristalizare.

Suplimente asociate

Știința lumânării

Lumânarea a fost folosită de umanitate pentru iluminat încă din Antichitate.

Apă (H₂O)

Apa este un compus stabil al hidrogenului și al oxigenului, indispensabil vieții. În natură se găsește în stare lichidă, solidă și gazoasă.

Cum funcționează aspiratorul?

Aspiratorul creează un vid slab, colectând praful cu ajutorul aerului cu presiune mai mare care pătrunde aici.

Diagrama p-V-T a gazelor ideale

Relația dintre presiunea, volumul și temperatura gazelor ideale este descrisă de legile gazelor.

Fierbere și evaporare

Ce se întâmplă cu un lichid în timpul fierberii și evaporării? De ce depinde punctul de fierbere al unui lichid?

Tensiunea superficială

Tensiunea superficială este proprietatea lichidelor de a lua o formă cu suprafața cea mai mică posibilă.

Termometru

Există diferite tipuri de instrumente pentru măsurarea temperaturii.

Topirea şi solidificarea

În timpul solidificării,între moleculele de apă se formează legături de hidrogen, rezultând o structură cristalină.

Cum funcționează aparatul de aer condiționat?

Aparatul de aer condiționat răcește aerul din interior prin extragerea căldurii și eliberarea acesteia în exterior.

Cum funcționează frigiderul?

Animația prezintă modul de funcționare al frigiderului.

Cum funcționează uscătorul de păr?

Animația prezintă structura și modul de funcționare al uscătoarelor de păr.

Added to your cart.