Tingenes Tilstand

Egenskaper av Hver Stat

Se Aktivitet

Ordforråd

Se Aktivitet

Diskusjonstart

Se Aktivitet

Historien om en Vannpartikkel

Se Aktivitet

Statlige Endringer

Se Aktivitet

Sammenligne og Kontrast

Se Aktivitet

States of Matter Background

Materiale kommer i tre tilstander: faststoff , væske eller gass . Hver tilstand har et annet partikkelarrangement, som gjør at partikler kan bevege seg (eller ikke bevege seg), og noen ganger kan dette partikkelarrangementet endre seg, og endre materiens tilstand. Å tilsette termisk energi til et system med partikler øker den gjennomsnittlige kinetiske energien. En reduksjon i kinetisk energi kan redusere temperaturen i et system eller endre tilstanden til et system fra en gass til en væske eller en væske til et fast stoff.

I et faststoff er partiklene anordnet i et vanlig mønster og er veldig nær hverandre. De kan ikke bevege seg rundt hverandre, men vibrerer rundt et fast punkt. Av de tre tilstandene har partikler i faste stoffer den laveste kinetiske energien. Etter hvert som partiklene får mer termisk energi (ofte ved å bli oppvarmet), vibrerer de mer. Når partiklene har tilstrekkelig energi til å bevege seg rundt hverandre, endres tilstanden fra et faststoff til en væske. Mengden kinetisk energi som trengs for å endre et faststoff til en væske, avhenger av sammensetningen av det faste stoffet, og det er "smeltepunkt".

I en væske er partiklene fortsatt veldig nær hverandre, men har en tilfeldig ordning. De vibrerer fortsatt, men kan bevege seg forbi hverandre, noe som gjør at væsker kan strømme. Partiklenes evne til å bevege seg er også grunnen til at væsker vil fylle formen til hvilken beholder de er i. Hvis vi varmer opp disse partiklene enda mer, brytes bindingene mellom partiklene og de blir en gass.

Partikkelarrangementet for gasser er tilfeldig og partiklene er spredt ut. De flyr rundt og kolliderer med hverandre og sidene på containerne. Det er mye plass mellom partiklene, noe som betyr at gasser kan komprimeres. Jo mer de blir komprimert, jo mer kolliderer de med containeren og hverandre. Kollisjonen av partikler og annet materiale utøver en kraft kjent som trykk .

Trykket påvirkes av forskjellige faktorer, for eksempel temperaturen i systemet, antall partikler og beholderens volum. Systemets press kan påvirke hvilken tilstand saken er. Med et høyt trykk trengs mer termisk energi for at partikler skal skifte fra en væskefase til en gassfase. Med et lavt trykk er det motsatte sant; mindre termisk energi er nødvendig for at partikler skal skifte fra en flytende fase til en gassfase.

Det mest brukte eksemplet for å lære elevene om tilstandene i saken er H ₂ O, eller vann. Dette er et av få stoffer som kan finnes naturlig på jorden i alle tre tilstander. Vann har et smeltepunkt ved 0 ° C (32 ° F, 273,2 K) og har et kokepunkt på 100 ° C (212 ° F og 373,2 K). Vann er ofte brukt fordi studenter har erfaring med alle tre delstatene. Is, vann og damp er alle laget av samme type partikkel, men hvert av stoffene ser og føles veldig forskjellige. Vann er imidlertid ganske rart; is er mindre tett enn vann, og det faste stoffet flyter på toppen av væsken, et kjennetegn som ikke er typisk for andre stoffer. Denne særegenheten har gjort det mulig for levende vesener å overleve i vannet som er isolert av isen og latt livet utvikle seg slik det har gjort.

Aktivitetene i denne leksjonsplanen bruker den enkle ballmodellen av partikler for å forklare mer kompliserte molekyler for å gi studentene et solid grunnlag for forståelse. En vannpartikkel består egentlig av tre atomer, men å behandle den som en partikkel gjør det lettere å forstå når man beskriver arrangementet av molekylene. Det er viktig at studentene er i stand til å definere et rent stoff som et stoff som er laget av en type atom eller molekyl.

Ofte stilte spørsmål om materietilstander

Hva er de tre hovedtilstandene av stoff, og hvordan skiller de seg?

De tre hovedtilstandene av stoff er fast, væske og gass. Faste stoffer har tettpakkede partikler i et regelmessig mønster, væsker har tilfeldig ordnede partikler som kan bevege seg forbi hverandre, og gasser har vidt adskilte, raskt bevegelige partikler. Hver tilstand har unike egenskaper basert på partikkelordning og bevegelse.

Hvordan påvirker tilsetning av termisk energi stoffets tilstand?

Ved å tilsette termisk energi øker partikkelbevegelsen (kinetisk energi). Når nok energi tilføres, kan faste stoffer smelte til væsker, og væsker kan fordampe til gasser. Fjerning av energi reverserer disse endringene, noe som får gasser til å kondensere og væsker til å fryse.

Hvorfor flyter is på vann, og hvorfor er dette viktig?

Is flyter på vann fordi det er mindre tett enn flytende vann. Denne unike egenskapen skaper et isolerende lag på innsjøer og dammer, noe som gjør at akvatiske organismer kan overleve under overflaten selv i fryseforhold.

Hva er trykk i gasser, og hvordan påvirker det stoffets tilstand?

Presse i gasser er kraften som partiklene utøver ved å kollidere med beholderen og hverandre. Høyere trykk kan kreve mer termisk energi for at en væske skal bli til gass, mens lavere trykk gjør det lettere for partikler å endre tilstand.

Hva er et rent stoff, og hvordan forklarer man det for elever?

Et rent stoff består kun av én type atom eller molekyl. For å hjelpe elever å forstå kan man bruke eksempler som vann (H₂O) eller oksygen (O₂), og understreke at alle partikler er identiske i et rent stoff.