Kraft und Bewegung Wie man Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit berechnet. Wie wird die Geschwindigkeit eines Objekts berechnet, wenn ein Objekt, das sich in einer geraden Linie bewegt, 25 Meter in 5 Sekunden fährt, dann ist seine Geschwindigkeit 25 247 5 160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160160 5 ms Sie müssen immer sagen, was die Einheiten sind (in diesem Fall ms genannt Meter pro Sekunde). Überprüfen Sie immer, welche Einheiten in der Frage gegeben sind. Wenn die Zeit in Stunden oder Minuten gegeben ist, dann konvertieren Sie es in Sekunden vor der Berechnung. Was ist Konstante Geschwindigkeit. Wenn sich eine Objektgeschwindigkeit nicht ändert. Wir sagen, dass es eine konstante Geschwindigkeit hat. Im obigen Beispiel wird uns nicht mitgeteilt, ob das Objekt eine konstante Geschwindigkeit hat oder ob sich seine Geschwindigkeit während der 5 Sekunden geändert hat. Wenn sich die Geschwindigkeit geändert hat. Dann ist die Antwort, die wir berechnet haben, eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 5 ms. Wenn sich die Geschwindigkeit nicht geändert hat, dann hatte das Objekt eine konstante Geschwindigkeit von 5 ms. Wenn sich eine Objektgeschwindigkeit ändert. Es heißt Beschleunigung. Copyright 169 2015 gcsescience Alle Rechte vorbehalten. Forces and Motion Der Stopp der Entfernung eines Autos - Velocity. Der Gesamtstreckenabstand Denken Abstand Bremsweg. Sowohl der Denkweg als auch der Bremsweg werden geändert, wenn sich die Geschwindigkeit eines Autos ändert. Siehe auch die Berechnung der Kraft muss ein fahrendes Auto mit kinetischer Energie oder Impuls zu stoppen. Wie wirkt Velocity auf den Bremsweg eines Autos. Der Bremsweg eines Autos nimmt mit steigender Geschwindigkeit zu. Die beiden Berechnungen unten zeigen, wie die Verdoppelung der Geschwindigkeit den Bremsweg eines Autos verändert. Q1 .160 Ein Auto bewegt sich mit einer Geschwindigkeit (Geschwindigkeit) von 10 m s. Wenn die Bremsen angewendet werden, verlangsamt sich das Auto und hat eine konstante negative Beschleunigung von -2 ms 2. Was ist sein Bremsweg. A1 .160 Finde, wieviel Zeit das Auto zu stoppen hat. Dann finde die durchschnittliche Geschwindigkeit des Autos. Dann den Bremsweg berechnen. Verwenden Sie 160160 a (v - u) 247 t, um die Zeit (t) zu finden, wie lange es dauert, bis das Auto aufhört. Wenn für ein Objekt, das eine konstante Beschleunigung hat, die mittlere Geschwindigkeit (Anfangsgeschwindigkeitsendgeschwindigkeit) 247 2 (10 0) beträgt ) 247 2 5 ms Der Bremsweg des Autos 5 x 5 25 m. Q2 .160 Das gleiche Auto bewegt sich nun mit der doppelten Geschwindigkeit bei 20 ms. Wenn die Bremsen angewendet werden, hat das Auto die gleiche konstante negative Beschleunigung von -2 ms 2. Was ist sein Bremsweg. A - 2 v 0 u 20 t (v - u) 247 a t (0 - 20) 247 -2 t 2 0 247 2 Die mittlere Geschwindigkeit (Anfangsgeschwindigkeitsendgeschwindigkeit) 247 2 (20 0) 247 2 10 m s Der Bremsweg des Autos 10 x 10 100 m. Beachten Sie, dass die Verdoppelung der Geschwindigkeit des Autos von 10 bis 20 ms den Bremsweg mehr als verdoppelt hat. In der Tat steigt der Bremsweg x4, wenn die Geschwindigkeit steigt x2. Dies ist wegen der Wirkung der Geschwindigkeit auf die kinetische Energie des Autos. Copyright 169 2015 gcsescience Alle Rechte vorbehalten. GASE, FLÜSSIGKEITEN UND SOLIDS Anwendung des Partikelmodells für die drei Zustände der Materie Partikelmodelle, beschreiben, erklären, die Eigenschaften von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen Doc Browns Chemie KS4 Wissenschaft GCSEIGCSE Revision Notes Vergleich der Eigenschaften von GASES, FLÜSSIGKEITEN UND SOLIDS Zustände der Materie Gasflüssigkeiten feste Revisionshinweise Teil 1 Das kinetische Partikelmodell und Beschreibung und Erklärung der Eigenschaften von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen, Zustandsänderungen und Lösungen (Abschnitte 1a bis 3d) Sie sollten wissen, dass die drei Zustände der Materie fest sind, Flüssig und gas Schmelzen und Einfrieren findet am Schmelzpunkt statt, Kochen und Verdichten findet am Siedepunkt statt. Die drei Zustände der Materie können durch ein einfaches Modell dargestellt werden, in dem die Teilchen durch kleine feste Kugeln dargestellt werden. Partikeltheorie kann helfen, das Schmelzen, Kochen, Einfrieren und Kondensieren zu erklären. Die Menge an Energie, die benötigt wird, um den Zustand von Festkörper zu Flüssigkeit und von Flüssigkeit zu Gas zu ändern, hängt von der Stärke der Kräfte zwischen den Teilchen der Substanz und der Natur der beteiligten Teilchen ab, hängt von der Art der Bindung und der Struktur der Substanz ab. Je stärker die Kräfte zwischen den Partikeln sind, desto höher der Schmelzpunkt und der Siedepunkt der Substanz. Für Details siehe Struktur und Bonding Notes. Der physikalische Zustand, den ein Material annimmt, hängt von seiner Struktur, Temperatur und Druck ab. Staatssymbole, die in Gleichungen verwendet werden: (g) Gas (l) flüssige (wässrige Lösung) wässrige Lösung (n) feste wässrige Lösung bedeutet etwas, das in Wasser aufgelöst ist. Die meisten Diagramme der Teilchen auf dieser Seite sind 2D-Darstellungen ihrer Struktur und ihres Zustands BEISPIELE DER DREI PHYSIKALISCHEN STAATEN VON MATTERGASEN zB Die Luftmischung um uns herum (einschließlich des für die Verbrennung benötigten Sauerstoffs) und des Hochdruckdampfes im Kessel und der Zylinder der Dampflokomotive. Alle Gase in der Luft sind unsichtbar, farblos und transparent. Beachten Sie, dass der Dampf, den Sie außerhalb eines Kessels oder einer Dampflokomotive sehen, tatsächlich feine Flüssigkeitströpfchen von Wasser ist, die aus dem ausgestoßenen Dampfgas gebildet wird, das sich kondensiert, wenn es auf die kalte Luft trifft, die Zustandsänderung von Gas zu Flüssigkeit (gleiche Wirkung bei Nebel und Nebelbildung) . FLÜSSIGKEITEN z. B. Wasser ist das häufigste Beispiel, aber so sind, Milch, heiße Butter, Benzin, Öl, Quecksilber oder Alkohol in einem Thermometer. SOLIDS z. B. Stein, alle Metalle bei Raumtemperatur (außer Quecksilber), Gummi von Stiefel und die Mehrheit der physischen Gegenstände um dich herum. Tatsächlich sind die meisten Gegenstände nutzlos, es sei denn, sie haben eine feste Struktur Auf dieser Seite werden die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen in Form von Struktur, Partikelbewegung (kinetische Partikeltheorie), Auswirkungen von Temperatur - und Druckänderungen und Partikelmodellen beschrieben Verwendet, um diese Eigenschaften und Eigenschaften zu erklären. Hoffentlich werden Theorie und Tatsache zusammenpassen, um den Schülern ein klares Verständnis der materiellen Welt um sie in Bezug auf Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe zu geben, die als die drei physischen Zustände der Materie bezeichnet werden. Die Zustandsänderungen, die als Schmelzen, Fixieren, Kochen, Verdampfen, Kondensieren, Verflüssigen, Einfrieren, Verfestigen, Kristallisieren bekannt sind, werden mit Partikelmodell-Bildern beschrieben und erklärt, um das Verständnis zu verstehen. Es gibt auch eine Erwähnung von mischbaren und nicht mischbaren Flüssigkeiten und erklärt die Begriffe flüchtig und Volatilität bei der Anwendung auf eine Flüssigkeit. Diese Revisionshinweise zu den Zuständen der Materie sollten sich für die neuen AQA, Edexcel und OCR GCSE (91) Chemiewissenschaftlichen Kurse als nützlich erweisen. Subindex für Teil I Abschnitte (diese Seite): 1.1. Die drei Zustände der Materie sind fest, flüssig und gas. Entweder können Schmelzen und Gefrieren am Schmelzpunkt stattfinden, während Kochen und Kondensieren am Siedepunkt stattfinden. Verdampfen kann bei jeder Temperatur von einer flüssigen Oberfläche stattfinden. Sie können die drei Zustände der Materie mit einem einfachen Partikelmodell darstellen. In diesen Modilen werden die Partikel durch kleine feste Sphären dargestellt (Elektronenstruktur wird ignoriert). Kinetische Partikeltheorie kann helfen, Zustandsänderungen wie Schmelzen, Kochen, Einfrieren und Kondensieren zu erklären. Die Energiemenge, die benötigt wird, um den Zustand von Festkörper zu Flüssigkeit oder von Flüssigkeit zu Gas zu ändern, hängt von der Stärke der Kräfte zwischen den Teilchen der Substanz ab. Diese Kräfte können relativ schwache intermolekulare Kräfte (intermolekulare Bindung) oder starke chemische Bindungen (ionisch, kovalent oder metallisch) sein. Die Art der beteiligten Teilchen hängt von der Art der chemischen Bindung und der Struktur der Substanz ab. Je stärker die Anziehungskräfte zwischen den Partikeln sind, desto höher der Schmelzpunkt und der Siedepunkt der Substanz WAS SIND DIE DREI STAATEN DER MATERIAL Die meisten Materialien können einfach als Gas, Flüssigkeit oder Feststoff beschrieben werden. WARUM SIND SIE WIE SIE WAS SIE SIND Nur zu wissen, ist nicht genug, wir brauchen eine umfassende Theorie der Gase, die ihr Verhalten erklären und Vorhersagen darüber machen können, was passiert, z. B. Wenn wir Temperatur oder Druck ändern. WIE KÖNNEN WIR ERKLÄREN, WIE SIE HABEN Wir brauchen ein theoretisches Modell, z. B. Partikel-Theorie, die durch experimentelle Beweise unterstützt wird. KANN PARTIKEL MODELLE HELFEN UNS VERSTEHEN IHRE EIGENSCHAFTEN UND EIGENSCHAFTEN WARUM IST WICHTIG, DIE EIGENSCHAFTEN VON GASEN, FLÜSSIGKEITEN UND SOLIDEN ZU KENNEN Es ist wichtig, in der chemischen Industrie über das Verhalten von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen in chemischen Prozessen, z. B. Was passiert mit den verschiedenen Zuständen mit Temperatur - und Druckänderungen. Was ist die KINETISCHE PARTIKEL-THEORIE von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern Die kinetische Teilchentheorie der Zustände der Materie beruht auf der Idee aller Materialien, die als sehr sehr winzige Teilchen existieren, die einzelne Atome oder Moleküle sein können und deren Wechselwirkung auch Durch Kollision in Gasen oder Flüssigkeiten oder durch Vibration und chemische Bindung in Festkörpern. KÖNNEN WIR MACHEN, DIE AUF IHRE EIGENSCHAFTEN AUFGEFÜHRT WERDEN Diese Seite führt allgemeine physikalische Beschreibungen von Substanzen in das einfachste physikalische (nichtchemische) Klassifizierungsniveau ein, d. h. es ist ein Gas, ein flüssiger oder ein Feststoff. ABER, diese Webseite stellt auch Teilchenmodelle vor, in denen ein kleiner Kreis ein Atom oder ein Molekül darstellt, d. h. ein bestimmtes Teilchen oder eine einfachste Einheit einer Substanz. Dieser Abschnitt ist ziemlich abstrakt in einer Weise, weil Sie über Partikel reden, die Sie nicht einzeln sehen können, Sie nur das Schüttgut und seinen physischen Charakter und Eigenschaften. Gibt es BESCHRÄNKUNGEN zum Partikelmodell Die Partikel werden als einfache unelastische Sphären behandelt und verhalten sich einfach wie kleine Snooker-Kugeln, die herumfliegen, nicht ganz richtig, aber sie fliegen herum zufällig non-stop Obwohl die Partikel als harte Sphären und unelastisch angenommen werden , In Wirklichkeit sind sie alle Arten von Formen und verdrehen und beugen auf Kollision mit anderen Partikeln und wenn sie reagieren, teilen sie sich in Fragmente, wenn Bindungen brechen. Das einfache Modell nimmt keine Kräfte zwischen den Partikeln an, unwahr, das Modell berücksichtigt wenig die Kräfte zwischen den Partikeln, auch bei Gasen bekommt man sehr schwache intermolekulare Kräfte. Das Teilchenmodell berücksichtigt nicht die tatsächliche Größe der Teilchen, z. B. Ionenmoleküle können in der Grße z. B. Vergleiche ein Ethenmolekül mit einem Poly (ethen) - Molekül Die Räume zwischen den Partikeln WAS IST DER GASEOUS-STAAT DER MATERIE WAS SIND DIE EIGENSCHAFTEN EINES GASES WIE SIND GASEOUS PARTICLES BEHAVE Wie erklärt die kinetische Partikel-Theorie der Gase die Eigenschaften von Gasen Hat keine feste Form oder Volumen, sondern breitet sich immer aus, um jeden Behälter zu füllen - die Gasmoleküle werden in jeden verfügbaren Raum diffundieren. Es gibt fast keine Anziehungskräfte zwischen den Partikeln, so dass sie völlig frei von einander sind. Die Teilchen sind weit beabstandet und verstreut, wenn sie sich schnell zufällig im gesamten Behälter bewegen, so dass es keine Ordnung im System gibt. Die Teilchen bewegen sich linear und schnell in alle Richtungen. Und häufig zusammenstoßen und die Seite des Behälters. Die Kollision von Gaspartikeln mit der Oberfläche eines Behälters bewirkt einen Gasdruck. Wenn wir von einer Oberfläche abprallen, üben sie eine Kraft aus. Mit zunehmender temperatur Die Teilchen bewegen sich schneller, wenn sie kinetische Energie gewinnen. Erhöht sich die Kollisionsrate zwischen den Partikeln selbst und der Behälteroberfläche und dies erhöht den Gasdruck zB in einer Dampflokomotive oder das Volumen des Behälters, wenn er zB wie ein Ballon expandieren kann. Gase haben eine sehr geringe Dichte (Licht), da die Partikel im Container (Dichtemassenvolumen) so weit voneinander entfernt sind. Dichte Ordnung: feste gt Flüssigkeit gtgtgt Gase Gase fließen frei, weil es keine wirksamen Anziehungskräfte zwischen den Molekülen der gasförmigen Teilchen gibt. Einfache Strömungsreihenfolge Gase gt Flüssigkeiten gtgtgt Feststoffe (keine wirkliche Strömung in festem, wenn Sie es nicht pulverisieren) Wegen dieser Gase und Flüssigkeiten werden als Flüssigkeiten beschrieben. Gase haben keine Oberfläche. Und keine feste Form oder Volumen. Und wegen des Mangels an Partikel-Anziehung, sie immer ausbreiten und füllen jeden Container (so Gas Volumen Container Volumen). Gase werden aufgrund des leeren Raumes zwischen den Partikeln leicht komprimiert. Einfache Kompressionsordnung. Gase gtgtgt Flüssigkeiten gt Feststoffe (fast unmöglich, einen Feststoff zu komprimieren) Gasdruck Wenn ein Gas in einem Behälter eingeschlossen wird, werden die Partikel einen Gasdruck verursachen und ausüben, der in Atmosphären (atm) oder Pascal (1,0 Pa 1,0 Nm 2) gemessen wird, Druck ist Kraft, dh die Wirkung aller Kollisionen auf der Oberfläche des Behälters. Der Gasdruck wird durch die Kraft verursacht, die durch Millionen von Stößen der winzigen einzelnen Gaspartikel an den Seiten eines Behälters erzeugt wird. Wenn beispielsweise die Anzahl der gasförmigen Partikel in einem Behälter verdoppelt wird, wird der Gasdruck verdoppelt, da die Verdoppelung der Anzahl der Moleküle die Anzahl der Stöße auf der Seite des Behälters verdoppelt, so dass auch die Gesamtschlagkraft pro Flächeneinheit verdoppelt wird. Diese Verdoppelung der Partikel wirkt auf die Verdoppelung des Druckes ist in den beiden folgenden Diagrammen dargestellt. Wenn das Volumen eines versiegelten Behälters konstant gehalten wird und das Gas im Inneren auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, erhöht sich der Gasdruck. Der Grund dafür ist, dass, wenn die Partikel erhitzt werden, sie kinetische Energie gewinnen und sich im Durchschnitt schneller bewegen. Deshalb kollidieren sie mit den Seiten des Behälters mit einer größeren Kraft des Aufpralls. So dass der Druck erhöht. Es gibt auch eine größere Häufigkeit der Kollision mit den Seiten des Behälters, aber dies ist ein kleiner Faktor im Vergleich zu der Wirkung der erhöhten kinetischen Energie und der Zunahme der durchschnittlichen Kraft des Aufpralls. Daher ist eine feste Menge an Gas in einem versiegelten Behälter mit konstantem Volumen, je höher die Temperatur, desto größer der Druck und je niedriger die Temperatur, desto geringer der Druck. Für Gasdrucktemperaturberechnungen siehe Teil 2 CharlessGayLussacs Gesetz Wenn sich das Behältervolumen ändern kann, erweitern sich die Gase aufgrund der fehlenden Partikelanziehung leicht auf die Erwärmung und ziehen sich beim Abkühlen leicht ab. Beim Erhitzen gewinnen Gasteilchen kinetische Energie. Schneller bewegen und die Seiten des Containers häufiger treffen. Und deutlich, sie treffen mit einer größeren Kraft. Je nach Behältersituation erhöht sich entweder der Druck oder das Volumen oder umgekehrt beim Abkühlen. Anmerkung: Es ist das Gasvolumen, das NICHT die Moleküle ausdehnt, sie bleiben gleich groß Wenn es keine Volumenbegrenzung gibt, ist die Expansion beim Erwärmen für Gase viel größer als Flüssigkeiten oder Feststoffe, da es keine signifikanten Anziehungskraft zwischen gasförmigen Partikeln gibt. Die erhöhte durchschnittliche kinetische Energie wird den Gasdruck steigen lassen, und so wird das Gas versuchen, sich im Volumen zu erweitern, wenn es z. B. Ballons in einem warmen Raum sind deutlich größer als der gleiche Ballon in einem kalten Raum Für Gasvolumentemperaturberechnungen siehe Teil 2 CharlessGayLussacs Gesetz DIFFUSION in Gases: Die natürliche schnelle und zufällige Bewegung der Partikel in alle Richtungen bedeutet, dass sich Gase leicht ausbreiten oder diffundieren. Die Nettobewegung eines bestimmten Gases wird in der Richtung von niedrigerer Konzentration zu einer höheren Konzentration, dem sogenannten Diffusionsgradienten, liegen. Die Di-Fusion fährt fort, bis die Konzentrationen im gesamten Gülle-Behälter gleichmäßig sind, aber alle Teilchen bewegen sich mit ihrer immer vorhandenen kinetischen Energie. Diffusion ist in Gasen schneller als Flüssigkeiten, wo es mehr Platz für sie gibt (nachstehend illustriert) und die Diffusion ist Vernachlässigbar in Feststoffen durch die enge Packung der Partikel. Diffusion ist verantwortlich für die Ausbreitung von Gerüchen auch ohne Luftstörung z. B. Verwendung von Parfüm, Eröffnung eines Glas Kaffee oder der Geruch von Benzin um eine Garage. Die Geschwindigkeit der Diffusion nimmt mit zunehmender Temperatur zu, da die Teilchen kinetische Energie gewinnen und sich schneller bewegen. Andere Beweise für zufällige Partikelbewegungen einschließlich Diffusion. Wenn Rauchpartikel unter einem Mikroskop betrachtet werden, scheinen sie herum zu tanzen, wenn sie mit einem Lichtstrahl bei 90 o zur Betrachtungsrichtung beleuchtet werden. Dies liegt daran, dass die Rauchpartikel durch reflektiertes Licht und Tanz aufgrund der Millionen von zufälligen Hits aus den schnell bewegten Luftmolekülen auftauchen. Dies wird als Brownsche Bewegung bezeichnet (siehe unten in Flüssigkeiten). Zu jedem gegebenen Zeitpunkt werden die Hits nicht gleich sein, so dass die Rauchpartikel ein größeres Bashing in einer zufälligen Richtung bekommen. Ein zwei gasförmiges Molekül-Diffusionsexperiment ist oben dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Ein langes Glasrohr (24 cm Durchmesser) wird an einem Ende mit einem in konz. Salzsäure, die mit einem Gummi-Spund (für Gesundheit und Sicherheit) versiegelt ist, und der Schlauch wird perfekt gehalten, in einer horizontalen Position festgeklemmt. Ein ähnlicher Stecker von conc. Ammoniak-Lösung wird am anderen Ende platziert. Die getränkten Baumwollwollstopfen geben Dämpfe von HCl bzw. NH 3 ab, und wenn das Röhrchen trotz des Mangels an Röhrenbewegung ungestört und horizontal bleibt, z. B. KEIN Schütteln, um zu mischen und die Abwesenheit der Konvektion, eine weiße Wolke bildet ungefähr 1 3 rd entlang von der conc. Salzsäure. Erläuterung: Was passiert, sind die farblosen Gase, Ammoniak und Chlorwasserstoff, diffundieren das Röhrchen und reagieren auf feine weiße Kristalle des Salzes Ammoniumchlorid. Ammoniak Chlorwasserstoff gt Ammoniumchlorid NH 3 (g) HCl (g) gt NH 4 Cl (s) Beachten Sie die Regel: Je kleiner die Molekülmasse ist, desto größer ist die durchschnittliche Geschwindigkeit der Moleküle (aber alle Gase haben die gleiche mittlere kinetische Energie Bei gleicher Temperatur). Je kleiner die molekulare Masse, desto schneller diffundiert das Gas. z. B. M r (NH 3) 14 1x3 17 Bewegt sich schneller als M r (HCl) 1 35,5 36,5 UND das ist der Grund, warum sie sich dem HCl-Ende des Röhrchens näherten. Das Experiment ist nicht nur ein Beweis für die Molekülbewegung. Es ist auch ein Beweis dafür, dass sich Moleküle unterschiedlicher Molekülmassen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Für eine mathematische Behandlung siehe Grahams Gesetz der Diffusion Ein farbiges Gas, schwerer als Luft (größere Dichte), wird in das untere Gasglas gelegt und ein zweites Gasgefäß mit geringerer Dichte farbloser Luft wird über eine mit einer Glasabdeckung getrennte Luft gelegt. Diffusionsexperimente sollten bei konstanter Temperatur eingeschlossen werden, um Störungen durch Konvektion zu minimieren. Wenn die Glasabdeckung entfernt wird, dann diffundieren die farblosen Luftgase in das gefärbte braune Gas und (ii) Brom diffundiert in die Luft. Die zufällige Partikelbewegung, die zum Mischen führt, kann nicht auf Konvektion zurückzuführen sein, weil das dichtere Gas am Boden beginnt. Es ist kein Schütteln oder andere Mischmittel erforderlich. Die zufällige Bewegung beider Lose Partikel reicht aus, um sicherzustellen, dass beide Gase schließlich durch Diffusion vollständig miteinander vermischt werden (ineinander verteilt). Dies ist ein deutlicher Beweis für die Diffusion aufgrund der zufälligen kontinuierlichen Bewegung aller Gasteilchen und anfangs die Nettobewegung eines Partikeltyps von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration (nach einem Diffusionsgradienten). Wenn es vollständig gemischt ist, wird keine weitere Farbänderungsverteilung beobachtet, aber die zufällige Partikelbewegung wird fortgesetzt Siehe auch andere Hinweise im Flüssigkeitsabschnitt nach dem Partikelmodell für das Diffusionsdiagramm unten. Ein Partikelmodell der Diffusion in Gasen. Stellen Sie sich den Diffusionsgradienten von links nach rechts vor, denn die grünen Partikel, die den blauen Partikeln auf der linken Seite hinzugefügt wurden, Für die grünen Teilchen ist die Netzmigration von links nach rechts und wird in einem versiegelten Behälter fortgesetzt, bis alle Teilchen gleichmäßig im Gasbehälter verteilt sind (wie abgebildet). Die Diffusion ist bei Gasen im Vergleich zu Liquidisierungslösungen schneller, da zwischen den Partikeln mehr Platz für andere Partikel besteht, um sich zufällig zu bewegen. Wenn ein Feststoff erhitzt wird, schwingen die Partikel stärker, da sie kinetische Energie gewinnen und die Partikel-Anziehungskräfte geschwächt werden. Irgendwann am Schmelzpunkt. Die anziehenden Kräfte sind zu schwach, um die Teilchen in der Struktur zusammen in einer geordneten Weise zu halten, und so schmilzt der Feststoff. Beachten Sie, dass die intermolekularen Kräfte noch da sind, um die Massenflüssigkeit zusammen zu halten, aber die Wirkung ist nicht stark genug, um ein geordnetes Kristallgitter eines Festkörpers zu bilden. Die Partikel werden frei, sich zu bewegen und ihre geordnete Anordnung zu verlieren. Energie wird benötigt, um die anziehenden Kräfte zu überwinden und den Partikeln eine erhöhte kinetische Energie der Vibration zu geben. So wird Wärme aus der Umgebung aufgenommen und das Schmelzen ist ein endothermer Prozess (916H ve). Energieveränderungen für diese physikalischen Zustandsänderungen für eine Reihe von Stoffen werden in einem Abschnitt der Energetics Notes behandelt. Erläuterung unter Verwendung der kinetischen Partikeltheorie von Flüssigkeiten und Feststoffen Beim Abkühlen verlieren flüssige Partikel kinetische Energie und können sich dadurch stärker anziehen. Wenn die Temperatur niedrig genug ist, ist die kinetische Energie der Teilchen unzureichend, um zu verhindern, daß die Teilchen-Anziehungskräfte einen Feststoff bilden. Irgendwann am Gefrierpunkt reichen die Anziehungskräfte aus, um jegliche verbleibende Bewegungsfreiheit (in Bezug auf einen Ort zum anderen) zu entfernen, und die Teilchen kommen zusammen, um die geordnete feste Anordnung zu bilden (obwohl die Teilchen noch eine kinetische Energie aufweisen Muss in die Umgebung entfernt werden, so seltsam wie es scheinen mag, das Einfrieren ist ein exothermer Prozeß (916H ve) Vergleichende Energieveränderungen der Zustandsänderungen Gas ltgt Flüssigkeit ltgt fest 2f (i) Kühlkurve Was passiert mit der Temperatur eines Stoffes Wenn es vom gasförmigen Zustand in den festen Zustand abgekühlt wird. Die Temperatur bleibt während der Zustandsänderungen der Kondensation bei der Temperatur Tc konstant und fällen sich bei der Temperatur Tf fest. Dies liegt daran, dass die gesamte Wärmeenergie beim Abkühlen bei diesen Temperaturen entfernt wird (die latente Hitze Oder Enthalpien der Zustandsänderung), ermöglicht die Verstärkung der Interpartikelkräfte (intermolekulare Bindung) ohne Temperaturabfall. Der Wärmeverlust wird durch die exotherme erhöhte intermolekulare Kraftanziehung kompensiert. Zwischen den horizontalen Zustandsänderungsabschnitten des Graphen sehen Sie, dass die Energieentfernung die kinetische Energie der Teilchen verringert und die Temperatur der Substanz verringert. Siehe Abschnitt 2. für eine detaillierte Beschreibung der Zustandsänderungen. Eine Abkühlkurve fasst die Änderungen zusammen: Für jede Zustandsänderung muss Energie entfernt werden. Bekannt als die latente Hitze. Die tatsächlichen Energiewerte für diese physikalischen Zustandsänderungen für eine Reihe von Stoffen werden in den Energetics Notes näher erläutert. 2f (ii) Heizkurve. Was geschieht mit der Temperatur eines Stoffes, wenn es vom festen Zustand in den gasförmigen Zustand erwärmt wird, so ist die Temperatur während der Zustandsänderungen des Schmelzens bei der Temperatur Tm konstant und bei der Temperatur Tb siedet. Dies ist der Fall, weil die gesamte Energie, die bei diesen Temperaturen (die latenten Hitze oder Enthalpien der Zustandsänderung) absorbiert wird, in die Schwächung der Interpartikelkräfte (intermolekulare Bindung) ohne Temperaturanstieg eindringt. Die Wärmegewinnung ist gleichbedeutend mit der endothermischen, absorbierten Energie, die erforderlich ist, um die intermolekularen Kräfte zu reduzieren . Zwischen den horizontalen Zustandsänderungsabschnitten des Graphen sehen Sie, dass der Energieeintrag die kinetische Energie der Partikel erhöht und die Temperatur der Substanz erhöht. Siehe Abschnitt 2. für eine detaillierte Beschreibung der Zustandsänderungen. Eine Heizkurve fasst die Änderungen zusammen: Für jede Zustandsänderung muss Energie addiert werden. Bekannt als die latente Hitze. Die tatsächlichen Energiewerte für diese physikalischen Zustandsänderungen für eine Reihe von Stoffen werden in den Energetics Notes näher erläutert. SPEZIFISCHE LATENTWÄRME Die latente Hitze für den Zustand ändert feste ltgt Flüssigkeit heißt die spezifische latente Schmelzwärme (zum Schmelzen oder Einfrieren). Die latente Hitze für den Zustand ändert sich flüssiges ltgt Gas wird die spezifische latente Verdampfungswärme genannt (zum Verdichten, Verdampfen oder Kochen) Für mehr auf latente Hitze siehe meine Physik Hinweise auf spezifische Latentwärme Erläuterung mit der kinetischen Partikeltheorie von Gasen und Feststoffen Ist, wenn ein Festkörper, beim Erwärmen, direkt in ein Gas ohne Schmelzen übergeht, UND das Gas beim Abkühlen reformiert einen Feststoff direkt, ohne zu einer Flüssigkeit zu kondensieren. Sublimation in der Regel nur eine physische Veränderung, aber es ist nicht immer so einfach (siehe Ammoniumchlorid). Theorie in Form von Partikeln. Wenn der Feststoff erwärmt wird, schwingen die Teilchen mit zunehmender Kraft aus der zugegebenen Wärmeenergie. Wenn die Partikel genügend kinetische Energie der Vibration haben, um die Partikelpartikel-Anziehungskräfte teilweise zu überwinden, würden Sie erwarten, dass der Feststoff schmelzt. Jedenfalls, wenn die Partikel an dieser Stelle genug Energie an dieser Stelle haben, die zum Kochen geführt hätte, wird sich die Flüssigkeit nicht bilden und der Feststoff wird direkt in ein Gas umgewandelt. Gesamt endotherme Veränderung. Energie absorbiert und in das System aufgenommen. Beim Abkühlen bewegen sich die Teilchen langsamer und haben weniger kinetische Energie. Schließlich, wenn die kinetische Energie der Teilchen niedrig genug ist, wird es den Partikelpartikel-Anziehungskräften ermöglichen, eine Flüssigkeit zu erzeugen. ABER die Energie kann niedrig genug sein, um eine direkte Bildung des Festkörpers zu ermöglichen, d. h. die Teilchen haben NICHT genug kinetische Energie, um einen flüssigen Zustand aufrechtzuerhalten. Insgesamt exotherme Veränderung. Energie freigesetzt und in die Umgebung gegeben. Sogar bei Raumtemperatur-Flaschen feste Iod-Show-Kristalle bilden sich am oberen Ende der Flasche über dem Feststoff. Je wärmer das Laboratorium ist, desto mehr Kristalle bilden sich, wenn es nachts abkühlt Wenn man sanft Jod in einem Reagenzglas hitze, sieht man das Jod leicht erhaben und rekristallisiert auf der kühleren Oberfläche in der Nähe der Oberseite des Reagenzglases. Die Bildung einer bestimmten Form von Frost beinhaltet das direkte Einfrieren von Wasserdampf (Gas). Frost kann auch direkt zurück zu Wasserdampf (Gas) verdampfen und dies geschieht in den trockenen und extrem kalten Wintern der Gobi-Wüste an einem sonnigen Tag. H 2 O (s) H 2 O (g) (nur physikalische Veränderung) Es wird ein solides Kohlendioxid (Trockeneis) beim Abkühlen des Gases auf weniger als 78 ° C gebildet. Beim Erwärmen ändert es sich direkt zu einem sehr kalten Gas. Kondensation von Wasserdampf in der Luft zu einem Nebel, daher seine Verwendung in Bühneneffekte. CO 2 (s) CO 2 (g) (nur physikalische Veränderung) Beim Erhitzen stark in einem Reagenzglas, weißes festes Ammoniumchlorid. Zersetzt sich in ein Gemisch aus zwei farblosen Gasen Ammoniak und Chlorwasserstoff. Beim Abkühlen wird die Reaktion umgekehrt und feste Ammoniumchloridreformen an der kühleren Oberseite des Reagenzglases. Ammoniumchlorid-Wärmeenergie Ammoniak-Chlorwasserstoff T er involviert sowohl chemische als auch physikalische Veränderungen und ist so komplizierter als die Beispiele 1. bis 3. Tatsächlich verwandeln sich die ionischen Ammoniumchloridkristalle in kovalente Ammoniak - und Chlorwasserstoffgase, die natürlich weitaus flüchtiger sind ( Kovalente Substanzen haben im allgemeinen viel niedrigere Schmelz - und Siedepunkte als ionische Substanzen). Das flüssige Teilchenbild steht hier nicht, aber die anderen Modelle gelten abgesehen von Zustandsveränderungen, die eine flüssige Bildung betreffen. GAS Partikelmodell und SOLID Partikelmodell Links. BITTE BEACHTEN, Auf einer höheren Stufe des Studiums. Sie müssen das Gls-Phasendiagramm für Wasser und die Dampfdruckkurve von Eis bei bestimmten Temperaturen untersuchen. Wenn zum Beispiel der Umgebungsdampfdruck kleiner als der Gleichgewichtsdampfdruck bei der Temperatur des Eises ist, kann die Sublimation leicht stattfinden. Der Schnee und das Eis in den kälteren Gebieten der Gobi-Wüste schmelzen nicht in der Sonne, sie verschwinden nur langsam 2 h. Mehr über die Wärmeänderungen bei physikalischen Zustandsänderungen Änderungen des physikalischen Zustands, d. h. Gas ltgt liquid ltgt solid, sind auch von Energieveränderungen begleitet. Um einen Feststoff zu schmelzen oder eine Flüssigkeit zu verdampfen, muss Wärme aus der Umgebung absorbiert oder aufgenommen werden, so dass es sich um endotherme Energieveränderungen handelt. Das System wird erwärmt, um diese Änderungen zu bewirken. Um ein Gas zu kondensieren oder einen Feststoff einzufrieren, muss Wärmeenergie entfernt oder an die Umgebung abgegeben werden, so dass es sich um exotherme Energieveränderungen handelt. Das System wird abgekühlt, um diese Änderungen zu bewirken. Im Allgemeinen, je größer die Kräfte zwischen den Partikeln sind, desto größer ist die Energie, die benötigt wird, um die Zustandsänderung zu bewirken, und je höher der Schmelzpunkt und der Siedepunkt ist. Ein Vergleich der Energie, die benötigt wird, um verschiedene Arten von Substanzen zu schmelzen oder zu kochen (Dies ist mehr für Fortgeschrittene). Die Wärmeenergieveränderung, die in einer Zustandsänderung involviert ist, kann in kJmol der Substanz für einen fairen Vergleich ausgedrückt werden. In der nachstehenden Tabelle 916H ist die Schmelze die benötigte Energie, um 1 Mol der Substanz zu schmelzen (Formelmasse in g). 916H vap ist die Energie, die benötigt wird, um durch Verdampfen zu verdampfen oder 1 Mol der Substanz zu kochen (Formelmasse in g). Für einfache kleine kovalente Moleküle ist die vom Material absorbierte Energie relativ klein, um die Substanz zu schmelzen oder zu verdampfen, und je größer das Molekül ist, desto größer sind die intermolekularen Kräfte. Diese Kräfte sind schwach im Vergleich zu den chemischen Bindungen, die Atome zusammen in einem Molekül selbst halten. Relativ niedrige Energien sind erforderlich, um sie zu schmelzen oder zu verdampfen. Diese Substanzen haben relativ niedrige Schmelzpunkte und Siedepunkte. Für stark gebundene 3D-Netzwerke, z. B. (Iii) und einem Metallgitter von Ionen und freien äußeren Elektronen (m etallische Bindung) sind die Strukturen aufgrund der kontinuierlichen chemischen Bindung in der gesamten Struktur viel stärker. Folglich sind viel größere Energien erforderlich, um das Material zu schmelzen oder zu verdampfen. Aus diesem Grund haben sie so viel höhere Schmelzpunkte und Siedepunkte. Art der Verklebung, Struktur und Anziehungskräfte Betrieb Schmelzpunkt K (Kelvin) o C 273 Energie zum Schmelzen der Substanz Siedepunkt K (Kelvin) o C 273 Energie zum Kochen der Substanz 3a. WAS PASSIERT ZU DEN PARTIKELN, WENN EIN SOLID IN EINEM FLÜSSIGEN LÖSUNG ZU ENTSTANDEN WERDEN Was bedeutet das Wort SOLVENT, SOLUTE UND LÖSUNG, wenn ein Feststoff (der gelöste Stoff) in einer Flüssigkeit (dem Lösungsmittel) auflöst, wird die resultierende Mischung als Lösung bezeichnet. Im allgemeinen: Lösungslösungsmittel gt Lösung So läßt sich der gelöste Stoff in einem Lösungsmittel auflösen, ein Lösungsmittel ist eine Flüssigkeit, die die Dinge auflöst und die Lösung ist das Ergebnis der Auflösung von etwas in einem Lösungsmittel. Der Festkörper verliert alle seine reguläre Struktur und die einzelnen festen Teilchen (Moleküle oder Ionen) sind nun völlig frei von einander und zufällig mit den ursprünglichen flüssigen Teilchen zu mischen, und alle Teilchen können sich zufällig bewegen. Dies beschreibt Salz, das in Wasser auflöst, Zucker, der sich in Tee oder Wachs auflöst, das in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel wie Weißgeist auflöst. Es handelt sich in der Regel nicht um eine chemische Reaktion, so ist es in der Regel ein Beispiel für eine physische Veränderung. Unabhängig von den Volumenveränderungen der festen Flüssigkeit, verglichen mit der endgültigen Lösung, gilt auch noch das Gesetz der Erhaltung der Masse. Dies bedeutet: Masse der festen gelösten Masse der flüssigen Lösungsmittelmasse der Lösung nach dem Mischen und Auflösen. Du kannst keine Masse erschaffen oder Geld verlieren. Sondern nur die Masse der Stoffe in eine andere Form umwandeln. Wenn das Lösungsmittel verdampft wird. Dann wird der Feststoff z. B. Wenn eine Salzlösung für eine lange Zeit ausgelassen wird oder sanft erhitzt wird, um die Dinge zu beschleunigen, schließlich Salzkristalle bilden, wird der Prozess Kristallisation genannt. 3b WAS PASSIERT ZU DEN PARTIKERN, WENN ZWEI FLÜSSIGKEITEN VÖLLIG MIT EINEM ANDEREN MISCHEN MISCHEN, WAS DAS WORT MISCIBLE BEDEUTET Mit dem Partikelmodell, um mischbare Flüssigkeiten zu erklären. If two liquids completely mix in terms of their particles, they are called miscible liquids because they fully dissolve in each other. This is shown in the diagram below where the particles completely mix and move at random. The process can be reversed by fractional distillation . 3c. WHAT HAPPENS TO PARTICLES WHEN TWO LIQUIDS DO NOT MIX WITH EACH OTHER WHAT DOES THE WORD IMMISCIBLE MEAN WHY DO THE LIQUIDS NOT MIX Using the particle model to explain immiscible liquids. If the two liquids do NOT mix . they form two separate layers and are known as immiscible liquids, illustrated in the diagram below where the lower purple liquid will be more dense than the upper layer of the green liquid. You can separate these two liquids using a separating funnel . The reason for this is that the interaction between the molecules of one of the liquids alone is stronger than the interaction between the two different molecules of the different liquids. For example, the force of attraction between water molecules is much greater than either oiloil molecules or oilwater molecules, so two separate layers form because the water molecules, in terms of energy change, are favoured by sticking together. 3d. How a separating funnel is used 1. The mixture is put in the separating funnel with the stopper on and the tap closed and the layers left to settle out. 2. The stopper is removed, and the tap is opened so that you can carefully run the lower grey layer off first into a beaker. 3. The tap is then closed again, leaving behind the upper yellow layer liquid, so separating the two immiscible liquids. Appendix 1 some SIMPLE particle pictures of ELEMENTS, COMPOUNDS and MIXTURES GCSEIGCSE multiple choice QUIZ on states of matter gases, liquids amp solids Some easy basic exercises from KS3 science QCA 7G quotParticle model of solids, liquids and gasesquot Multiple Choice Questions for Science revision on gases, liquids and solids particle models, properties, explaining the differences between them. 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State changes: 2a evaporation and boiling, 2b condensation, 2c distillation, 2d melting, 2e freezing, 2f cooling and heating curves and relative energy changes, 2g sublimation 3. Dissolving, solutions. miscibleimmiscible liquids Boiling Boiling point Brownian motion Changes of state Condensing Cooling curve Diffusion Dissolving Evaporation Freezing Freezing point Gas particle picture Heating curve Liquid particle picture Melting Melting point miscibleimmiscible liquids Properties of gases Properties of liquids Properties of solids solutions sublimation Solid particle picture GCSEIGCSE multiple choice QUIZ on states of matter gases liquids solids practice revision questions Revision notes on particle models and properties of gases, liquids and solids KS4 Science GCSEIGCSEO level Chemistry Information on particle models and properties of gases, liquids and solids for revising for AQA GCSE Science, Edexcel Science chemistry IGCSE Chemistry notes on particle models and properties of gases, liquids and solids OCR 21st Century Science, OCR Gateway Science notes on particle models and properties of gases, liquids and solids WJEC gcse science chemistry notes on particle models and properties of gases, liquids and solids CIE O Level chemistry CIE IGCSE chemistry notes on particle models and properties of gases, liquids and solids CCEACEA gcse science chemistry (revise courses equal to US grade 8, grade 9 grade 10) science chemistry courses revision guides explanation chemical equations for particle models and properties of gases, liquids and solids educational videos on particle models and properties of gases, liquids and solids guidebooks for revising particle models and properties of gases, liquids and solids textbooks on particle models and properties of gases, liquids and solids state changes amp particle model for AQA AS chemistry, state changes amp particle model for Edexcel A level AS chemistry, state changes amp particle model for A level OCR AS chemistry A, state changes amp particle model for OCR Salters AS chemistry B, state changes amp particle model for AQA A level chemistry, state changes amp particle model for A level Edexcel A level chemistry, state changes amp particle model for OCR A level chemistry A, state changes amp particle model for A level OCR Salters A level chemistry B state changes amp particle model for US Honours grade 11 grade 12 state changes amp particle model for pre-university chemistry courses pre-university A level revision notes for state changes amp particle model A level guide notes on state changes amp particle model for schools colleges academies science course tutors images pictures diagrams for state changes amp particle model A level chemistry revision notes on state changes amp particle model for revising module topics notes to help on understanding of state changes amp particle model university courses in science careers in science jobs in the industry laboratory assistant apprenticeships technical internships USA US grade 11 grade 11 AQA A level chemistry notes on state changes amp particle model Edexcel A level chemistry notes on state changes amp particle model for OCR A level chemistry notes WJEC A level chemistry notes on state changes amp particle model CCEACEA A level chemistry notes on state changes amp particle model for university entrance examinations describe some limitations of the particle model for gases, liquids and solids
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