Шестой класс → Материя и ее состояния ↓
Изменения в состояниях материи
Материя — это всё, что занимает пространство и имеет массу. Всё вокруг нас состоит из материи. Материя пребывает в различных формах, которые мы называем состояниями. Наиболее распространённые состояния материи — это твёрдое, жидкое и газообразное. Иногда материя находится в состоянии, называемом плазмой, например в звёздах и молниях.
Изменения в состояниях материи обозначают переходы от одного состояния к другому. Эти изменения обычно связаны с добавлением или удалением энергии, такой как тепло. Когда вы узнаете об этих изменениях, вы поймете, как тепло может заставить материю трансформироваться и вести себя по-разному.
Твёрдое в жидкость: плавление
Когда твёрдое превращается в жидкость, этот процесс называется плавлением. Плавление происходит, когда частицы твёрдого вещества получают достаточно энергии, чтобы выйти из своих фиксированных позиций. Обычно это достигается повышением температуры путем добавления тепла.
Пример:
Представьте, как лёд превращается в воду. Положите кусок льда в миску при комнатной температуре. По мере того, как лёд поглощает тепло, он тает и превращается в воду.
Жидкость в твёрдое: замерзание
Когда жидкость превращается в твёрдое, этот процесс называется затвердеванием. В процессе затвердевания частицы в жидкости теряют энергию, обычно из-за потери тепла, замедляются и принимают фиксированные позиции, чтобы сформировать твёрдое тело.
Пример:
Замерзание — это процесс превращения воды в лёд. Если вы поместите воду в ледяную форму в морозильной камере, она потеряет тепло и станет твёрдым льдом.
Жидкость в газ: испарение и кипение
Когда жидкость превращается в газ, этот процесс называется испарением или кипением. Испарение происходит при любой температуре, когда частицы на поверхности жидкости получают достаточно энергии, чтобы стать газом. Когда жидкость достигает определённой температуры, называемой точкой кипения, она полностью кипит.
Пример:
Вода в сосуде, поставленном на плиту, кипит и превращается в пар, который является газом. Это называется кипением.
Когда вы оставите лужу воды на земле, со временем она испарится и исчезнет в воздухе.
Газ в жидкость: конденсация
Когда газ снова превращается в жидкость, этот процесс называется конденсацией. В процессе конденсации газовые частицы теряют энергию, замедляются и связываются вместе, чтобы стать жидкостью.
Пример:
Когда вы дышите на холодное окно, водяной пар из вашего дыхания конденсируется в крошечные капли, образуя туман на стекле.
Твёрдое в газ: сублимация
Сублимация — это процесс, в котором твёрдое вещество непосредственно переходит в газ, не переходя сначала в жидкость. Это происходит при специальных условиях, когда частицы получают достаточно энергии, чтобы быть высвобожденными непосредственно в газообразное состояние.
Пример:
Сухой лёд сублимируется, образуя углекислый газ. Вы могли видеть, как сухой лёд используется в дым-машинах для специальных эффектов. Он превращается непосредственно из твёрдого в газ.
Газ в твёрдое: десублимация
Десублимация — это противоположность сублимации. Это происходит, когда газ превращается непосредственно в твёрдое. Это случается, когда газовые частицы теряют энергию настолько быстро, что не успевают сначала стать жидкостью.
Пример:
На холодной поверхности образуется иней, когда водяной пар в воздухе конденсируется в течение ночи в твёрдую форму на холодной поверхности.
Понимание преобразования энергии
Каждое изменение состояния материи связано с преобразованием энергии. При плавлении и кипении энергия поглощается частицами. Эта энергия используется для разрушения связей, удерживающих их в определённом состоянии. В отличие от них, процессы, такие как конденсация и замерзание, выделяют энергию, обычно в виде тепла.
Энергия, необходимая или выделяемая в этих процессах, называется скрытым теплом. Например, скрытое тепло плавления — это тепло, поглощаемое твёрдой материей, чтобы стать жидкостью при точке плавления, а скрытое тепло испарения — это тепло, поглощаемое жидкостью, чтобы стать газом при точке кипения.
H 2 O(твёрдое) + тепло → H 2 O(жидкость)H 2 O(жидкость) + тепло → H 2 O(газ)H 2 O(газ) → H 2 O(жидкость) + теплоH 2 O(жидкость) → H 2 O(твёрдое) + теплоПонимание того, как эти изменения происходят, не только помогает понять основные научные концепции, но и помогает распознать их применения в повседневной жизни, такие как охлаждение, приготовление пищи и даже погодные явления.
Заключение
Изменения в состояниях материи важны для понимания физических изменений, происходящих в нашем естественном мире и технологических процессах. Осознание этих изменений помогает нам понять, как энергия вовлечена в создание и поддержание различных состояний материи. Будь то наблюдение за водными циклами в природе или развитие современных систем охлаждения, эти знания увеличивают наше понимание окружающей вселенной.
Комментарии