Stater av Materia

Egenskaper för Varje Stat

Visa Aktivitet

Ordförråd

Visa Aktivitet

Diskussionsstart

Visa Aktivitet

Historien om en VattenPartikel

Visa Aktivitet

Statliga Förändringar

Visa Aktivitet

Jämför och Kontrast

Visa Aktivitet

State of Matter bakgrund

Materiet finns i tre tillstånd: fast , flytande eller gas . Varje tillstånd har ett annat partikelarrangemang, vilket gör att partiklar kan röra sig (eller inte röra sig), och ibland kan detta partikelarrangemang förändras, vilket ändrar materiens tillstånd. Genom att lägga till termisk energi till ett system med partiklar ökar den genomsnittliga kinetiska energin. En minskning av kinetisk energi kan sänka temperaturen i ett system eller ändra ett systems tillstånd från en gas till en vätska eller en vätska till ett fast ämne.

I ett fast ämne är partiklarna arrangerade i ett vanligt mönster och är mycket nära varandra. De kan inte röra sig runt varandra utan vibrerar runt en fast punkt. Av de tre tillstånden har partiklar i fasta ämnen den lägsta kinetiska energin. När partiklarna får mer termisk energi (ofta genom att värmas upp), vibrerar de mer. När partiklarna har tillräckligt med energi för att röra sig runt varandra ändras tillståndet från ett fast ämne till en vätska. Mängden kinetisk energi som behövs för att förändra ett fast ämne till en vätska beror på det fasta ämnets sammansättning och det är "smältpunkt".

I en vätska är partiklarna fortfarande mycket nära varandra, men har ett slumpmässigt arrangemang. De vibrerar fortfarande, men kan röra sig förbi varandra, vilket gör att vätskor rinner. Partiklarnas förmåga att röra sig är också varför vätskor kommer att fylla formen på vilken behållare de är i. Om vi värmer upp dessa partiklar ännu mer, bryts bindningarna mellan partiklarna och de blir en gas.

Partikelarrangemanget för gaser är slumpmässigt och partiklarna sprids ut. De flyger runt, kolliderar med varandra och sidorna på sina containrar. Det finns massor av utrymme mellan partiklarna, vilket betyder att gaser kan komprimeras. Ju mer de komprimeras, desto mer kolliderar de med sin behållare och varandra. Kollisionen av partiklar och annat material utövar en kraft som kallas tryck .

Trycket påverkas av olika faktorer, såsom temperaturen i systemet, antalet partiklar och behållarens volym. Systemets tryck kan påverka i vilken situation saken är. Med ett högt tryck krävs mer termisk energi för att partiklar ska byta från en vätskefas till en gasfas. Med ett lågt tryck är det motsatta sant; mindre värmeenergi behövs för partiklar att ändra från en vätskefas till en gasfas.

Det vanligaste exemplet för att lära eleverna om ämnets tillstånd är H ₂ O eller vatten. Detta är ett av få ämnen som finns naturligt på jorden i alla tre stater. Vatten har en smältpunkt vid 0 ° C (32 ° F, 273,2 K) och har en kokpunkt på 100 ° C (212 ° F och 373,2 K). Vatten används oftast eftersom elever har erfarenhet av alla tre staterna. Is, vatten och ånga är alla tillverkade av samma typ av partikel, men var och en av ämnena ser ut och känns väldigt annorlunda. Vatten är dock ganska konstigt; isen är mindre tät än vatten och det fasta materialet flyter ovanpå vätskan, en egenskap som inte är typisk för andra ämnen. Denna egenhet har gjort det möjligt för levande varelser att överleva i vattnet som isolerats av isen och tillät livet att utvecklas som det har gjort.

Aktiviteterna i denna lektionsplan använder den enkla kulmodellen för partiklar för att förklara mer komplicerade molekyler för att ge eleverna en solid förståelsegrund. En vattenpartikel består faktiskt av tre atomer, men att behandla den som en partikel gör det lättare att förstå när man beskriver molekylernas arrangemang. Det är viktigt att eleverna kan definiera en ren substans som ett ämne som är gjord av en typ av atom eller molekyl.

Vanliga frågor om materietillstånd

Vad är de tre huvudtilstånd av materia och hur skiljer de sig åt?

De tre huvudtilstånden av materia är fast, vätska och gas. Fasta ämnen har tätt packade partiklar i ett regelbundet mönster, vätskor har slumpmässigt arrangerade partiklar som kan röra sig förbi varandra, och gaser har vida utspridda, snabbt rörliga partiklar. Varje tillstånd har unika egenskaper baserade på partikelarrangemang och rörelse.

Hur påverkar tillägg av värmeenergi tillståndet för materia?

Genom att tillsätta värmeenergi ökar partikelrörelsen (kinetisk energi). När tillräckligt mycket energi tillförs kan fasta ämnen smälta till vätskor, och vätskor kan avdunsta till gaser. Att ta bort energi vänder dessa förändringar, vilket får gaser att kondensera och vätskor att frysa.

Varför flyter is på vatten och varför är detta viktigt?

Is flyter på vatten eftersom det är mindre tätt än flytande vatten. Denna unika egenskap skapar ett isolerande lager på sjöar och dammar, vilket gör att vattenlevande liv kan överleva under ytan även i fryssituationer.

Vad är tryck i gaser och hur påverkar det tillståndet för materia?

Tryck i gaser är den kraft som partiklarna utövar genom att kollidera med sin behållare och varandra. Högre tryck kan kräva mer värmeenergi för att en vätska ska bli till gas, medan lägre tryck gör det lättare för partiklar att byta tillstånd.

Vad är ett rent ämne och hur förklarar man det för elever?

Ett rent ämne består endast av en typ av atom eller molekyl. För att hjälpa elever att förstå kan man använda exempel som vatten (H₂O) eller syre (O₂), och betona att alla partiklar är identiska i ett rent ämne.