Hvad sker der med atom og molekyler, når stof er afkølet?

Det grundlæggende

* Temperatur og kinetisk energi: Temperaturen er et mål for den gennemsnitlige kinetiske energi for partiklerne i et stof. Kinetisk energi er bevægelsesenergien.

* afkøling:bremser ned: Afkøling af et stof betyder at reducere den gennemsnitlige kinetiske energi for dets atomer og molekyler. De bevæger sig langsommere.

Hvad sker der ved forskellige temperaturområder:

* høje temperaturer (gasser): Atomer og molekyler i gasser bevæger sig hurtigt og er langt fra hinanden. De kolliderer ofte, men kollisionerne er elastiske (energi konserveres).

* afkøling til væske: Når gassen afkøles, bremser molekylerne. De har mindre kinetisk energi og kan ikke længere overvinde de attraktive kræfter mellem dem. De klumpes sammen og danner en væske. Molekylerne bevæger sig stadig, men de er tættere og oplever hyppigere kollisioner.

* afkøling til fast: Når væsken afkøles yderligere, bremser molekylerne endnu mere. De attraktive kræfter mellem dem bliver dominerende og låser molekylerne i et fast, gentagende mønster. Dette danner et solidt. Molekylerne i en fast vibration på plads, men er ikke fri til at bevæge sig rundt.

* Ekstremt lave temperaturer: Ved ekstremt lave temperaturer (nær absolut nul) bliver kvanteeffekter betydelige. Atomer og molekyler kan udvise usædvanlig adfærd, såsom overflødighed (flyder uden modstand) eller Bose-Einstein-kondensation (hvor en betydelig brøkdel af atomer optager den samme kvantetilstand).

resume

I det væsentlige forårsager afkøling af et stof atomer og molekyler inden i det til at bremse og har mindre energi. Dette fører til ændringer i stoftilstanden, fra gas til væske til fast. Opførslen af ​​atomer og molekyler ved ekstremt lave temperaturer kan blive ret kompleks og fascinerende.