Materie Former av materie (basert på mikroskopiske egenskaper)
I hverdagen møter vi ofte tre forskjellige former for materie. Det er faste stoffer (for eksempel steiner, jern osv. ) , væsker (vann, bensin osv. ) og gasser (luft osv. ) . Disse tre formene for materie kan skilles ut basert på deres evne til å opprettholde form og størrelse (med størrelse mener vi volum).
Faste stoffer beholder vanligvis en fast form og volum. Væsker beholder ikke en fast form, men tilpasser formen sin til beholderen de er i. Hvis vi for eksempel har vann i et glass, endres formen til et glass. Hvis vann helles i et badekar, endres formen til et badekar. Hvis det helles i en lekk plastpose, vil vannet søles... he he ... Volumet av en væske forblir vanligvis konstant. Hvis et glass vann helles i et badekar , forblir volumet av vannet det samme som et glass. Formen på vannet kan endres, men volumet endres aldri. Det er viktig å merke seg at volumet av faste stoffer og væsker bare kan endres hvis en veldig stor kraft påføres.
Hva med gass? Gasser har ikke en fast form eller volum. Formen og volumet deres tilpasser seg alltid formen og volumet på beholderen de er i. Hvis vi for eksempel putter bensin i bilens slange, endres formen på gassen, akkurat som slangen. Det samme gjelder volumet. Når den er inne i dekket, sprer gassen seg utover for å fylle hele dekket . I dette tilfellet endres gassens volum, akkurat som dekkets volum. Hvis vi blåser opp en ballong (putter luft i den), endres formen og volumet på luften, akkurat som ballongens form og volum.
Så langt har vi bare differensiert de tre tilstandsformene basert på deres makroskopiske egenskaper (makroskopiske egenskaper = stoffets form og størrelse). Dette er selvfølgelig basert på resultatene av våre daglige målinger og observasjoner. Vi vil se forskjellene mellom de tre tilstandsformene basert på deres mikroskopiske egenskaper. Hvert stoff består av atomer eller molekyler. Når vi sier at en stein er fast, vet vi aldri hva som skjer med atomene eller molekylene inne i steinen som gjør den fast. Det samme gjelder vann eller luft. Hva er det med atomene eller molekylene som utgjør vann som gjør den flytende formen av vann og luft usynlig?
Materieformer basert på mikroskopiske egenskaper
Før vi diskuterer forskjellene mellom faste stoffer, væsker og gasser basert på deres mikroskopiske egenskaper, la oss først diskutere følgende . La oss se på et objekt. For eksempel en stein ... Hvis vi ser nøye på en stein, vil vi se at hver del av steinen er festet sammen. Selv når den sparkes og kastes, endres aldri formen og størrelsen (med mindre den utsettes for en veldig stor kraft). Vanligvis forblir alle deler av steinen alltid som én enhet. Hvorfor er det slik? La oss tenke et øyeblikk ...
Djeg i steinen det er atomer eller molekyler. Prøv nå å forestille deg ... Tenk deg en stein. Tenk deg at steinen er laget av bittesmå biter. Del steinbitene inn i mindre og mindre biter ... til de når størrelsen på atomer eller molekyler. Tenk deg atomer som bittesmå kuler. Mens molekyler terdiri dari flere baller klistret sammen.
Så , steiner inneholder mange molekyler eller atomer som er veldig små. Kan du forestille deg atomene i steiner?
Diameteren til et enkelt atom er omtrent 10–10 m. Hvis du forestiller deg et atom som en ball, er diameteren på den ballen 10–10 meter . Den er så liten at den ikke kan sees med det blotte øye ... du kan bare forestille deg den. Molekyler er atomer som er festet sammen, så molekyler er større enn atomer. Men molekyler kan heller ikke sees med det blotte øye ...
Det er merkelig, ikke sant, at disse små atomene eller molekylene kan være i én enhet ... Hvis atomene eller molekylene ikke var i én enhet, ville selvfølgelig ikke hver del av steinen klistret seg sammen. Faktisk klistrer hver del av steinen seg sammen slik at steinen blir fast. Hvorfor separerer ikke atomene eller molekylene seg?
Atomene eller molekylene tiltrekker seg selvsagt hverandre. Hvis atomene eller molekylene ikke tiltrakk hverandre, ville de selvfølgelig ha fløyet overalt. Hvert atom eller molekyl ville sagt farvel til sin venn. Dermed ville steinfragmentene bli spredt overalt. Steinfragmentene ville også spredt seg, og til slutt ville vi ikke kunne se dem. Steinfragmenter er også bygd opp av atomer eller molekyler. Størrelsen på atomer er veldig liten, så hvis de var atskilt, ville vi selvfølgelig ikke kunne se dem... Men virkeligheten er ikke slik.
Bergarten ser ut til å være solid, og hver steinbit henger sammen. Derfor kan vi konkludere med at atomene eller molekylene som utgjør et fast objekt må tiltrekke hverandre.
Tiltrekningskraften mellom atomer eller molekyler er faktisk en elektromagnetisk kraft. Denne tiltrekningskraften får atomer eller molekyler til å nærme seg hverandre. Når de er i ferd med å kollidere , frastøter elektronene på den ytterste delen av atomene eller molekylene hverandre (elektrisk frastøting). Denne frastøtingen får atomene og molekylene til å bevege seg bakover. Selv om atomene eller molekylene beveger seg bakover, beveger de seg nærmere hverandre igjen på grunn av tiltrekningskraften. Og så videre ... Atomene eller molekylene beveger seg frem og tilbake (vibrerer), samtidig som de opprettholder en minimumsavstand.
Forskjellen mellom faste stoffer, væsker og gasser basert på mikroskopiske egenskaper ligger faktisk i styrken eller svakheten til de tiltrekkende kreftene mellom atomene eller molekylene som utgjør disse tre stoffene.
Fast
I faste stoffer er tiltrekningskreftene mellom atomer eller molekyler så sterke at atomene eller molekylene som utgjør det faste stoffet alltid forblir i faste posisjoner. Atomer eller molekyler i faste stoffer beveger seg frem og tilbake (vibrerer), men de vibrerer alltid i samme posisjon.
Den sterke tiltrekningen mellom atomene eller molekylene som utgjør et fast stoff er grunnen til at formen og volumet til et fast stoff alltid forblir det samme. kastet eller truffetFormen på en stein eller et stykke jern er vanskelig å endre fordi tiltrekningskreftene mellom atomer eller molekyler er veldig sterke. Når du legger en stein eller et stykke jern i en bøtte eller et badekar, endres aldri volumet. Så de sterke tiltrekningskreftene mellom atomene eller molekylene som utgjør et fast stoff er det som holder dem sammen og opprettholder deres solide utseende.
Generelt sett er plasseringen av atomene eller molekylene som utgjør et fast stoff omtrent som vist i figuren (også kjent som et krystallgitter). Denne figuren er forstørret. Atomer eller molekyler er svært små.
Flytende
I væsker er tiltrekningskreftene mellom atomer eller molekyler mindre sterke, slik at de kan bevege seg fritt og overlappe hverandre. Atomene eller molekylene som væsker utgjør kan bevege seg som de vil, men de kan ikke si farvel til vennene sine. Styrken til tiltrekningskreftene hindrer dem fortsatt i å unnslippe og spre seg.
Dette er grunnen til at en væskes form kan endre seg, men volumet forblir konstant. Når vi har vann i et glass, er tiltrekningskreftene mellom de enkelte atomene eller molekylene mindre sterke, slik at vannets form endres til formen på glasset. Når vi har vann i et badekar, lar de mindre sterke tiltrekningskreftene mellom atomene eller molekylene vannet tilpasse seg formen på badekaret. VVolumet av en væske forblir alltid konstant fordi tiltrekningskreftene mellom atomer eller molekyler fortsatt er i stand til å holde dem sammen. forbli forentEt glass vann når det settes ikNår vann helles i et badekar, forblir volumet av vann det samme som et glass. Atomene eller molekylene som utgjør vann sprer seg ikke, så volumet forblir alltid det samme.
Plasseringen av atomene eller molekylene som utgjør væsken er som vist på bildet (pilen peker i bevegelsesretningen).
Gassformige stoffer
I gassformige stoffer er tiltrekningskreftene mellom atomer eller molekyler så svake at atomene eller molekylene ikke kan være i én enhet. De beveger seg som de vil fordi det ikke er noen bindinger mellom dem. De svært svake tiltrekningskreftene fører til at atomene eller molekylene som utgjør det gassformige stoffet blir spredt eller spredt overalt. Atomene som utgjør det gassformige stoffet er friere enn atomene som utgjør det faste eller flytende stoffet.
Plasseringen av atomene eller molekylene som utgjør et gassstoff er omtrent som følger pada bilde.
Den svært svake tiltrekningskraften er grunnen til at formen og volumet til gasser kan endre seg, og hvorfor luft ikke kan sees med øyet. Størrelsen på atomer eller molekyler er så liten at hvis de er spredt eller spredt overalt, kan vi ikke se dem. Størrelsen på sand eller sukker er mye større enn atomer eller molekyler, slik at selv om de er spredt, kan sandkorn fortsatt sees med øyet, selv om det er litt vanskelig.
Faste stoffer og væsker kan sees fordi atomene eller molekylene i dem ikke er atskilt. De sterke tiltrekningskreftene i faste stoffer og gasser er fortsatt i stand til å holde dem sammen. Tiltrekningskreftene i gasser er så svake at de ikke klarer å holde atomene eller molekylene sammen. Denne lille tiltrekningskraften er også grunnen til at gasser og væsker kan strømme.
