Што е проблемот'?
„Материја“ е сè што зафаќа простор (има волумен) и има маса. Сочинува сè во универзумот во некоја форма или форма; тоа е се во универзумот. Таа ја сочинува нашата планета и целиот универзум.
На Земјата, целата материја постои во една од трите различни состојби: цврста, течна или гасна.
Дали знаете дека луѓето се направени од сите три главни состојби на материјата?
Состојбата во која супстанцијата постои на собна температура се нарекува нејзина стандардна состојба. На пример, на собна температура водата постои како течност. Некои супстанции постојат како гасови на собна температура (кислород и јаглерод диоксид), додека други, како водата, постојат како течности. Повеќето метали постојат како цврсти материи на собна температура. Живата има интересни својства да биде и метал и течност во својата стандардна состојба.
Секоја од овие состојби е составена од ситни честички. Состојбата на материјата зависи од бројот на честички од кои се составени.
Цврсти
Нешто обично се опишува како цврсто ако може да ја задржи својата форма и тешко се компресира. На пример, водата во цврста форма е мраз. Во цврста состојба, молекулите се тесно спакувани заедно и имаат висока густина.
Течност
Течност како вода може да тече или тече, но не може да се истегне или стиска. Во течностите, молекулите се особено блиску една до друга, но не толку блиску една до друга како цврстата материја; молекулите имаат способност да се движат наоколу и да се лизгаат една покрај друга. Течната материја нема свој облик, таа ќе го добие обликот на контејнерот во кој се држи. Примери за течност се вода, млеко, сок, бензин, лимонада итн.
Гас
Гасот може да тече, да се прошири и да се притисне. Водата во форма на гас е пареа. Ако е во незапечатен сад, излегува. Во гасовите, молекулите се многу пораспространети отколку во цврстите или течностите, и тие се судираат случајно еден со друг. Гасот ќе го наполни секој контејнер, но ако садот не е затворен, гасот ќе избега. Гасот може да се компресира многу полесно отколку течен или цврст.
Промена на состојбите на материјата
Материјата може да постои во цврста, течна или гасовита состојба, а состојбата во која супстанцијата е во голема мера може да се определи со нејзината температура. Секоја супстанција има единствена праг температура по која ја менува својата состојба. Откако ќе се надмине таа праг температура, супстанцијата ќе ја промени својата фаза, со што ќе се промени состојбата на материјата. Во услови на постојан притисок, температурата е примарна детерминанта на фазата на супстанцијата.
Во зависност од нејзината температура, материјата може да ја промени состојбата. Топење, замрзнување, вриење, испарување, кондензација, сублимација и таложење се начини на кои материјалот ја менува состојбата.
При ниски температури, молекуларното движење се намалува и супстанциите имаат помала внатрешна енергија. Молекулите ќе се сместат во нискоенергетски состојби една во однос на друга и ќе се движат многу малку, што е карактеристично за цврстата материја. Како што температурата се зголемува, дополнителна топлинска енергија се применува на составните делови на цврстото тело, што предизвикува дополнително молекуларно движење. Молекулите почнуваат да се туркаат една против друга и вкупниот волумен на супстанцијата се зголемува. Во овој момент, материјата е влезена во течна состојба. Гасовита состојба постои кога молекулите имаат апсорбирано толку многу топлинска енергија поради зголемените температури што можат слободно да се движат една околу друга со големи брзини.
Ако притисокот е константен, состојбата на супстанцијата целосно ќе зависи од температурата на која е изложена. Поради оваа причина, мразот се топи ако се извади од замрзнувач, а водата врие од тенџере ако се остави на премногу висока температура предолго. Температурата е само мерење на количината на топлинска енергија присутна во околината. Кога супстанцијата се става во околина со различна температура, топлината се разменува помеѓу супстанцијата и околината, предизвикувајќи и двете да постигнат температура на рамнотежа. Така, кога коцката мраз е изложена на топлина, нејзините молекули на вода ја апсорбираат топлинската енергија од околната атмосфера и почнуваат да се движат поенергично, предизвикувајќи водниот мраз да се стопи во течна вода.
Топењето е процес на менување на цврста во течност. Кога цврстото тело се загрева, на честичките им се дава повеќе енергија и почнуваат да вибрираат побрзо. На одредена температура, честичките вибрираат толку многу што нивната наредена структура се распаѓа. Во овој момент, цврстото се топи во течност. Температурата на која се случува оваа промена од цврста во течна се нарекува точка на топење. Секое цврсто тело има одредена точка на топење при нормален воздушен притисок. При понизок воздушен притисок, како на пример на планина, точката на топење се намалува.
Испарувањето е процес на менување на течноста во гас. Ако оставите малку вода во сад со широка уста, ќе забележите дека дел од водата ќе исчезне по некое време. Течната вода се менува во гас (водена пареа) - ова е испарување. Тоа се случува кога течноста се претвора во гас далеку под нејзината точка на вриење. Секогаш има некои честички во течност кои имаат доволно енергија да се ослободат од останатите за да станат гас.
Кондензацијата е процес на менување на гасот во течност. На пример, водните пареи во воздухот се ладат и се претвораат во ситни капки течна вода (роса) на лисјата и прозорците наутро по студената ноќ. Поладните предмети често ја апсорбираат енергијата од пожешките предмети.
Замрзнувањето е процес на менување на течноста во цврста. Тоа е спротивно на топењето. На пример, лавата е течна карпа, која еруптира низ вулкан на температури високи до 1.500 O C (2.732 O F) низ вулкан. Сепак, вжештената лава се лади додека се среќава со површината на Земјата и повторно се претвора во цврста карпа.
Врие - Кога течноста се загрева, на честичките им се дава повеќе енергија. Тие почнуваат да се движат побрзо и подалеку. На одредена температура, честичките се ослободуваат една од друга и течноста се претвора во гас. Ова е точката на вриење. Точката на вриење на супстанцијата е секогаш иста; тоа не се разликува. На пример, водата врие кога ќе достигне точка на вриење од 100ºC (212ºF). Ова е температурата на која водата се претвора во пареа. Пареата е невидлив гас. Кога ќе стигне до капакот, повторно се лади во течност.
Сублимацијата е претворање на цврста состојба во гас без таа да стане течна. Најлесен пример за сублимација може да биде сувиот мраз. Сувиот мраз е цврст јаглерод диоксид (CO2). Неверојатно, кога ќе оставите сув мраз во просторијата, тој едноставно се претвора во гас без да стане течен. Дали некогаш сте слушнале за течен јаглерод диоксид? Може да се направи, но не во нормални ситуации. Јагленот е уште еден пример за соединение кое нема да се топи при нормален атмосферски притисок. Ќе се сублимира на многу високи температури.
Таложење е претворање на гас во цврста. Тоа се случува кога гасот станува цврст без да помине низ течна состојба на материјата. Поблиску до половите може да се забележи мраз во зимските утра. Тие мали кристали од мраз на растенијата се акумулираат кога водената пареа од воздухот станува цврста на лисјата на растенијата.
Хемиски промени наспроти физички промени
Важно е да се разбере разликата помеѓу хемиските и физичките промени. Физичките промени обично се однесуваат на физичката состојба на материјата, а хемиските промени се случуваат кога молекуларните врски се прекинуваат или се создаваат за време на хемиска реакција. Хемиските промени се случуваат на молекуларно ниво.
Нема промена на молекулите
Истегнување на гумена лента, полнење на воздухот во балон или дробење лименка, се сите примери за физички промени. Тоа се промени само во обликот на предметите. Нема промени во состојбата на материјата бидејќи енергијата на молекуларно ниво не се променила. При физичка промена, не се случува промена во молекулите, молекулите се сè уште исти без да се создадат или скршат нови хемиски врски.
Слично на тоа, топењето на коцки мраз, зовриена вода или замрзнување на течна вода се сите физички промени со додавање енергија. Промените во фазата или состојбата на материјата т.е. цврста во течност, течност во гас, течност во цврста се сите физички промени. Физичките дејства како што се промена на температурата или притисокот може да предизвикаат физички промени. На пример, при топење на мраз или замрзнување на течна вода не се случува хемиска промена, молекулите на водата сè уште се молекули на вода.
Менување на молекулите
Хемиските промени се случуваат во многу помал обем. Додека некои експерименти покажуваат очигледни хемиски промени, како што е промена на бојата, повеќето хемиски промени не се видливи. Хемиската промена кога водород пероксид (H2O2) станува вода не може да се види бидејќи и двете течности се проѕирни. Сепак, зад сцената се создаваат и уништуваат милијарди хемиски врски. Кога водород пероксид се менува во вода, може да се видат меурчиња од гас кислород (О2). Тие меурчиња се доказ за хемиски промени.
Топењето на коцка шеќер е физичка промена бидејќи супстанцијата сепак е шеќер. Согорувањето на коцка шеќер е хемиска промена. Огнот ја активира хемиската реакција помеѓу шеќерот и кислородот. Кислородот во воздухот реагира со шеќерот и хемиските врски се прекинуваат.
Кога железото е изложено на кислороден гас во воздухот, железото рѓосува. Овој процес може да се види во текот на долг временски период. Молекулите ја менуваат својата структура како што железото се оксидира, и на крајот станува железен оксид. Рѓосаните цевки во напуштените згради се реални примери за процесот на оксидација.
Промената може да биде реверзибилна или неповратна
Реверзибилна промена е промена што може повторно да се промени. На пример, ако една коцка мраз се стопи, станува вода, но можеме повторно да ја замрзнеме за да стане коцка мраз за да може да се врати во првобитната состојба. Топењето и загревањето се примери на реверзибилни промени.
Неповратна промена е промена која не може повторно да се промени. На пример, ако смесата за колачи се пече, станува колач и не можеме да ја претвориме во смеса. Промената е неповратна бидејќи се случила хемиска реакција. Согорувањето или мешањето течност со сода бикарбона е пример за неповратни промени.
Брза слика на одредени термини и поврзани фазни промени:
Фузија/топење – Цврсти до течност
Замрзнување - Течност до цврста состојба
Испарување/врие – Течност до гас
Кондензација - гас во течност
Сублимација - Цврсти до гас
Таложење - гас во цврста материја
