Ιδιότητες στερεών, υγρών και αερίων

Βασικές έννοιες

Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθετε για τις ιδιότητες των στερεών, υγρών και αερίων φάσεων της ύλης. Στερεά, υγρά και αέρια βρίσκονται παντού γύρω μας, είναι οι τρεις κύριες καταστάσεις της ύλης – αλλά πόσες από τις ιδιότητές τους γνωρίζετε πραγματικά; Ας μάθουμε!

Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα

Κατάσταση ύλης
Heat of Fusion

Λεξιλόγιο

Άμορφο – χωρίς μορφή
Τριχοειδής δράση – έλξη της επιφάνειας ενός υγρού στην επιφάνεια ενός σολιού
Κρυσταλλικό - τα σωματίδια του στερεού είναι διατεταγμένα σε ένα τακτοποιημένο, γεωμετρικό, επαναλαμβανόμενο σχέδιο
Διάχυση – αυθόρμητη ανάμειξη των σωματιδίων δύο ουσιών που προκαλείται από την κίνησή τους
Διαμοριακές δυνάμεις – δυνάμεις έλξης ή απώθησης που υπάρχουν μεταξύ γειτονικών σωματιδίων.
Επιφανειακή τάση – δύναμη που έλκει γειτονικά μέρη της επιφάνειας ενός υγρού μαζί, μειώνοντας την επιφάνεια στο μικρότερο δυνατό μέγεθος
Ιξώδες – αντίσταση στην κίνηση που υπάρχει μεταξύ των μορίων ενός υγρού όταν περνούν το ένα δίπλα στο άλλο

Ιδιότητες στερεών

Στη στερεή κατάσταση, τα σωματίδια δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν τις ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις , που σημαίνει ότι κρατιούνται σφιχτά μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, τα στερεά έχουν καθορισμένο σχήμα και όγκο. Δεν χύνονται σαν υγρό.

Τα σωματίδια δονούνται μπρος-πίσω μέσα στις σταθερές τους θέσεις και δεν κινούνται ελεύθερα. Τα στερεά είναι ασυμπίεστα και έχουν υψηλή πυκνότητα, σε σύγκριση με τα υγρά και τα αέρια. Μπορεί να είναι κρυσταλλικά, όπως επιτραπέζιο αλάτι ή άμορφα, όπως γυαλί, καουτσούκ ή πλαστικό.

Πολλά στοιχεία υπάρχουν σε στερεά κατάσταση σε θερμοκρασίες δωματίου, όπως το νάτριο, το βανάδιο και το μαγνήσιο.

Ιδιότητες υγρών

Στην υγρή κατάσταση, οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων είναι αρκετά ισχυρές ώστε να έχουν καθορισμένο όγκο. Ωστόσο, δεν είναι αρκετά δυνατά για να έχουν ένα συγκεκριμένο σχήμα. Κατά συνέπεια, τα σωματίδια κινούνται ελεύθερα, αλλά εξακολουθούν να έλκονται μεταξύ τους. Τα υγρά είναι ασυμπίεστα αλλά προσαρμόζονται στο σχήμα του δοχείου. Είναι ελαφρώς λιγότερο πυκνά από τη στερεά κατάσταση, 10% λιγότερο πυκνά κατά μέσο όρο. Συνήθως παρουσιάζουν επιφανειακή τάση, τριχοειδή δράση και ιξώδες.

Ο υδράργυρος είναι ένα παράδειγμα υγρού μετάλλου με πολύ υψηλή συνοχή και επιφανειακή τάση, γεγονός που τον κάνει να σχηματίζεται εύκολα όταν χυθεί.

Το νερό είναι ένα υγρό με πολλές ασυνήθιστες ιδιότητες, όπως διαστολή όταν παγώνει. Αυτό οφείλεται στον δεσμό υδρογόνου του.

Υπάρχουν πολλές εσφαλμένες αντιλήψεις για το ότι το ιώδιο δεν υπάρχει σε υγρή κατάσταση. Ωστόσο, μπορείτε να μάθετε γιατί τόσοι πολλοί σπεύδουν να πιστέψουν αυτήν την ψευδή ιδέα εδώ.

Ιδιότητες αερίων

Στην αέρια κατάσταση, τα σωματίδια έχουν αρκετή κινητική ενέργεια για να υπερνικήσουν τις ασθενείς διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ τους. Επομένως, κινούνται σε τυχαία κίνηση χωρίς να έλκονται μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, τα αέρια δεν έχουν ούτε καθορισμένο σχήμα ούτε όγκο. Αποτελούνται από ευρέως διαχωρισμένα μόρια.

Τα αέρια είναι συμπιέσιμα και έχουν χαμηλή πυκνότητα – συχνά 1.000 φορές λιγότερο πυκνά από την υγρή ή τη στερεή φάση. Τα αέρια μπορούν να διαχέονται και να ασκούν πίεση στις επιφάνειες με τις οποίες συγκρούονται..

Σε θερμοκρασία δωματίου, ορισμένα στοιχεία υπάρχουν ως αέριο. Παραδείγματα αυτών των στοιχείων είναι το φθόριο, το υδρογόνο και το ήλιο.

Παραδείγματα

Παραδείγματα στερεών

Πάγος, γυαλί, βράχος, αλάτι, ζάχαρη, σκυρόδεμα, χρυσός, ξύλο, μπετόν

Παραδείγματα υγρών

Νερό, χυμός, καφές, υδράργυρος, βρώμιο

Παραδείγματα αερίων

Διοξείδιο του άνθρακα, οξυγόνο, υδρογόνο, ήλιο, εξαφθοριούχο ουράνιο, αέρας