Химия - вещество в нашем окружении

Введение

  • Все, что находится в этой вселенной, состоит из некоторых материалов, ученые назвали их как “matter.” Например, пища, которую мы едим, воздух, которым мы дышим, камни, облака, звезды, растения, животные, вода, пыль - все это относится к категории материи.

Характеристики частиц вещества

  • Частицы вещества очень маленькие, обычно не видны невооруженным глазом.

  • Частицы материи продолжают двигаться непрерывно, что известно как “kinetic energy.”

  • Кинетическая энергия частиц напрямую зависит от температуры, с повышением температуры увеличивается и скорость движения.

  • Частицы материи обладают силой притяжения; поэтому они притягивают друг друга.

  • Сила притяжения частиц удерживает частицы вместе; однако сила притягивающей силы варьируется от одного вида материи к другому.

Состояния вещества

  • Материя имеет три следующих состояния -

    • Solid State

    • Liquid State

    • Gaseous State

  • Давайте кратко их обсудим -

Твердое состояние

  • Все твердые материалы имеют определенную форму, четкие границы и фиксированные объемы.

  • Большинство твердых материалов обладают незначительной сжимаемостью.

  • Все твердые материалы имеют естественную тенденцию сохранять свою форму под воздействием внешней силы.

  • Твердые материалы можно сломать под действием приложенной силы, но изменить их форму очень сложно, поскольку они жесткие.

Жидкое состояние

  • В отличие от твердых тел, жидкости не имеют фиксированной формы; однако у них есть фиксированный объем.

  • Жидкости принимают форму емкости, в которой они хранятся.

  • Жидкости имеют свойство течь и изменять форму.

Газообразное состояние

  • Вещество в форме воздуха, которое не является ни твердым, ни жидким, известно как газ. Например, кислород, азот, водород и т. Д.

  • В отличие от твердого тела газ не имеет определенного размера и формы.

  • Газы, такие как сжиженный углеводородный газ (LPG - используется в кулинарии); сжатый природный газ (CNG - используется в качестве топлива в транспортных средствах) и др. обладают высокой сжимаемостью; поэтому большой объем газа можно сжать в небольшой баллон и легко транспортировать.

  • Обычно газы обладают свойством очень быстро диффундировать в другие газы. Это причина того, что мы можем чувствовать запах (хороший или плохой) на расстоянии.

Материя может изменить свое состояние

  • Вода может существовать во всех трех состояниях, например, лед в твердом состоянии; вода (H2O) в виде жидкости; и водяной пар в виде газа. Следующая диаграмма иллюстрирует преобразование воды в разных состояниях -

  • Температура, при которой твердое тело плавится и превращается в жидкость (при данном атмосферном давлении), называется “melting point.”

  • Температура плавления твердого тела является показателем силы притяжения между его частицами.

  • Температура плавления льда 273,16 К, то есть 0 0 С.

  • Процесс плавления (то есть перехода твердого состояния в жидкое) известен как fusion.

  • Количество тепловой энергии, которое требуется для превращения 1 кг твердых материалов в жидкие при заданном атмосферном давлении, известно как latent heat плавления.

  • Температура, при которой жидкость начинает кипеть при заданном атмосферном давлении, известна как “boiling point.”

  • Температура кипения воды составляет 373 K, т.е. 100 0 C.

  • Изменение состояния вещества непосредственно с твердого состояния на газ без перехода в жидкое состояние (или наоборот) известно как “sublimation.”

  • Явление превращения жидкости в пары при любой температуре ниже ее точки кипения известно как “evaporation.”

  • Твердая двуокись углерода (CO 2 ) хранится под высоким давлением.

  • Твердый CO 2 переходит непосредственно в газообразное состояние, когда давление снижается до 1 атмосферы.

  • Atmosphere(атм) - единица измерения давления, оказываемого газом, а единица измерения давления - Паскаль (Па); 1 атмосфера = 1,01 × 105 Па.

Четвертое состояние материи

  • Plasma состояние, состоящее из сверхэнергетических и сверхвозбужденных частиц.

  • Сверхвозбужденные частицы находятся в виде ионизированных газов. Например, люминесцентная лампа (содержащая газообразный гелий) и лампы с неоновой вывеской (содержащие газообразный неон) состоят из плазмы.