Τι ενέτει σε επίπεδο σωματιδίων όταν η ουσία αλλάζει κατάσταση;
1. Στερεό σε υγρό (τήξη):
* διάταξη σωματιδίων: Σε ένα στερεό, τα σωματίδια είναι σφιχτά συσκευασμένα σε ένα κανονικό, επαναλαμβανόμενο μοτίβο. Δονείται σε σταθερές θέσεις αλλά έχουν περιορισμένη κίνηση.
* Εισαγωγή ενέργειας: Όταν προστίθεται ενέργεια (θερμότητα), τα σωματίδια απορροφούν αυτήν την ενέργεια, αυξάνοντας τη δονητική τους κίνηση.
* Αλλαγή: Καθώς τα σωματίδια δονείται πιο έντονα, ξεπερνούν τις ισχυρές ελκυστικές δυνάμεις που τους κρατούν μαζί σε μια σταθερή δομή. Το στερεό χάνει την ακαμψία του και μετατρέπεται σε υγρό.
* Συμπεριφορά σωματιδίων: Σε ένα υγρό, τα σωματίδια έχουν περισσότερη ελευθερία να μετακινούνται, αλλά εξακολουθούν να διατηρούν στενή επαφή μεταξύ τους. Είναι σε θέση να γλιστρήσουν το ένα στο άλλο, δίνοντας υγρά την ικανότητά τους να ρέουν.
2. Υγρό σε αέριο (βρασμό/εξάτμιση):
* διάταξη σωματιδίων: Σε ένα υγρό, τα σωματίδια εξακολουθούν να βρίσκονται κοντά, αλλά έχουν περισσότερη ελευθερία να κινούνται σε σύγκριση με τα στερεά. Είναι σε θέση να γλιστρήσουν το ένα το άλλο.
* Εισαγωγή ενέργειας: Η προσθήκη περισσότερης ενέργειας (θερμότητα) αυξάνει ακόμη περισσότερο την κινητική ενέργεια των σωματιδίων.
* Αλλαγή: Τελικά, τα σωματίδια κερδίζουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν πλήρως τις ελκυστικές δυνάμεις που τους κρατούν μαζί. Απελευθερώνουν από την επιφάνεια του υγρού και εισέρχονται στην αέρια κατάσταση.
* Συμπεριφορά σωματιδίων: Σε ένα αέριο, τα σωματίδια είναι πολύ μακριά και κινούνται γρήγορα σε τυχαίες κατευθύνσεις. Συγκρούονται μεταξύ τους και με τους τοίχους του δοχείου τους, δημιουργώντας πίεση.
3. Αέριο σε υγρό (συμπύκνωση):
* διάταξη σωματιδίων: Τα σωματίδια αερίου είναι πολύ μακριά και κινούνται γρήγορα.
* Αφαίρεση ενέργειας: Όταν η ενέργεια αφαιρείται (ψύξη), τα σωματίδια χάνουν κινητική ενέργεια και επιβραδύνουν.
* Αλλαγή: Καθώς τα σωματίδια χάνουν ενέργεια, οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ τους γίνονται πιο κυρίαρχοι. Αρχίζουν να συσσωρεύονται και να συμπυκνώνονται σε ένα υγρό.
4. Υγρό έως στερεό (κατάψυξη):
* διάταξη σωματιδίων: Τα υγρά σωματίδια είναι κοντά, αλλά έχουν την ικανότητα να γλιστρούν το ένα το άλλο.
* Αφαίρεση ενέργειας: Καθώς απομακρύνεται η ενέργεια (ψύξη), τα σωματίδια χάνουν κινητική ενέργεια και επιβραδύνουν.
* Αλλαγή: Σε μια ορισμένη θερμοκρασία, τα σωματίδια χάνουν αρκετή ενέργεια για να διατηρηθούν σε σταθερές θέσεις από τις ελκυστικές δυνάμεις. Δημιουργούν ένα κανονικό, επαναλαμβανόμενο μοτίβο, μετατρέποντας σε ένα στερεό.
Βασικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:
* Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο ταχύτερα κινούνται τα σωματίδια.
* ελκυστικές δυνάμεις: Οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων ποικίλλουν ανάλογα με την ουσία. Οι ισχυρότερες δυνάμεις απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστεί.
* Αλλαγές ενέργειας: Οι αλλαγές της κατάστασης περιλαμβάνουν μεταφορά ενέργειας. Η τήξη και το βρασμό απορροφούν ενέργεια, ενώ η κατάψυξη και η ενέργεια απελευθέρωσης συμπύκνωσης.
Παράδειγμα:
Σκεφτείτε το νερό. Όταν θερμαίνετε πάγο (στερεό), τα μόρια του νερού δονείται γρηγορότερα και σπάζουν από την άκαμπτη δομή τους, καθιστώντας το υγρό νερό. Περαιτέρω θέρμανση επιτρέπει στα μόρια να απελευθερώνονται από την επιφάνεια του υγρού και να γίνουν υδρατμοί (αέριο).
