Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Natur

Hvorfor mister partikler deres tiltrækning og ændrer sig fra en stat til en anden?

Ændringen af ​​tilstand i stof styres af balancen mellem to modstridende kræfter:

* attraktive kræfter: Disse kræfter, primært forårsaget af intermolekylære interaktioner som van der Waals -kræfter eller brintbindinger, holder partikler sammen. Styrken af ​​disse kræfter afhænger af molekylets type og dets egenskaber.

* kinetisk energi: Dette er energien til bevægelse af partikler. Når temperaturen stiger, bevæger partiklerne sig hurtigere og øger deres kinetiske energi.

Sådan spiller disse kræfter i forskellige stofstater:

solid: Stærke attraktive kræfter holder partiklerne tæt sammen i en fast, stiv struktur. Den kinetiske energi er lav, så partikler vibrerer på plads, men bevæger sig ikke frit.

væske: De attraktive kræfter er svagere end i et solidt, hvilket gør det muligt for partikler at bevæge sig forbi hinanden. Den kinetiske energi er højere, så partikler kan glide og flyde, men de forbliver stadig tæt sammen.

gas: De attraktive kræfter er meget svage eller ubetydelige. Partiklerne har høj kinetisk energi, hvilket giver dem mulighed for at bevæge sig frit og uafhængigt og sprede sig for at udfylde enhver tilgængelig plads.

Sådan sker overgangen mellem stater:

* smeltning (fast til væske): Efterhånden som temperaturen stiger, overvinder partiklernes kinetiske energi de attraktive kræfter, hvilket giver dem mulighed for at bryde fri fra deres faste positioner og bevæge sig mere frit.

* frysning (væske til fast): Når temperaturen falder, reduceres den kinetiske energi, hvilket gør det muligt for attraktive kræfter at trække partiklerne tættere sammen og danne en stiv struktur.

* fordampning (væske til gas): Når temperaturen stiger yderligere, bliver den kinetiske energi høj nok til at overvinde de attraktive kræfter fuldstændigt. Partikler slipper ud fra den flydende overflade og bevæger sig frit i den gasformige tilstand.

* kondens (gas til væske): Når temperaturen falder, reduceres den kinetiske energi, hvilket gør det muligt for attraktive kræfter at trække partiklerne tættere sammen og danne en væske.

* sublimering (fast til gas): I visse stoffer kan den kinetiske energi være høj nok til direkte at overvinde de attraktive kræfter i fast tilstand, hvilket fører til en overgang til den gasformige tilstand uden at gå gennem den flydende fase.

* deponering (gas til fast): Det modsatte af sublimering, hvor partikler direkte overgår fra en gasformet tilstand til en fast tilstand.

Kortfattet: Overgangen mellem stofstater er et resultat af balancen mellem de attraktive kræfter mellem partikler og deres kinetiske energi. Når den kinetiske energi øges, overvinder partiklerne de attraktive kræfter, hvilket fører til en tilstandsændring. Omvendt, når den kinetiske energi falder, dominerer attraktive kræfter, hvilket fører til en overgang til en mere ordnet tilstand.