LA MATÈRIA : ELS ESTATS FÍSICS

Transcripción

1 LA MATÈRIA : ELS ESTATS FÍSICS ELS ESTATS DE LA MATÈRIA I LA TEORIA CINETICOMOLECULAR Per poder explicar les propietats i el comportament dels diferents estats d agregació de la matèria, els científics han desenvolupat una teoria general, l anomenada teoria cineticomolecular de la matèria, que té com a postulats principals aquests: -la matèria està constituïda per partícules molt petites, pràcticament invisibles. -les partícules exerceixen entre si forces d atracció que les mantenen unides. -les partícules estan en moviment constant. Podem resumir les propietats dels tres estats de la matèria de la següent manera:

2 ELS GASOS I LA TEORIA CINETICOMOLECULAR Resulta difícil mesurar directament la quantitat de gas que tenim en un recipient. Per això, aquesta quantitat es determina de manera indirecta mesurant-ne el volum, la temperatura i la pressió. -El volum del recipient que conté el gas es mesura en litres (l) o en metres cúbics (m 3 ). -Per mesurar la temperatura a la qual es troba el gas utlitzarem l escala centígrada (ºC) o la Kelvin(K) en el SI. T(K)=T(ºC)+273 Com més de pressa es mouen les partícules d un gas, més alta és la temperatura a la qual es troba. -La pressió que exerceix el gas sobre les parets del recipient que el conté és deguda als xocs de les partícules del gas contra les parets. La pressió es mesura en el SI amb una unitat anomenada pascal(pa). Altres unitats de pressió són l atmosfera (atm) i el mmhg. 1atm=760 mmhg= Pa LES LLEIS DELS GASOS En el segle XVIII, diversos científics van estudiar el comportament dels gasos analitzant-ne la pressió, el volum i la temperatura. Com a resultat d aquestes experiències van establir les lleis dels gasos.

3 La llei de Boyle-Mariotte Al llarg del segle XVII, Robert Boyle ( ),al Regne Unit, i Edmé Mariotte( ), a França, van estudiar les variacions que experimentava la pressió d un gas si se n modificava el volum i es mantenia la temperatura constant. Ex: si empenyem l èmbol d una xeringa que té l extrem tapat, comprovem que cada vegada hem de fer-li més força. Això es deu al fet que, quan empenyem l èmbol, reduïm el volum del gas i les partícules tenen menys espai per moure s. Si hi ha menys espai, els recorreguts de les partícules són més curts i aquestes impactem més vegades contra les parets. Es a dir, quan reduïm el volum augmenta la pressió del gas. Per tant podem dir que :per a una quantitat fixa de gas a temperatura constant, el producte del volum que ocupa per la pressió a la qual es troba és constant. P1. V1 = P2.V2 llei de Boyle- Mariotte La llei de Gay-Lussac Al començament del segle XIX, el químic francès Joseph-Louis Gay-Lussac( )va estudiar les variacions que experimentava la pressió d un gas quan se n modificava la temperatura i es mantenia constant el volum del recipient. Ex: si augmentem la temperatura però el recipient que conté el gas és rígid (per exemple, una olla de pressió), el gas no es podrà dilatar i les partícules xocaran cada vegada a més velocitat i amb més freqüència contra les parets del recipient, fet que provocarà un augment de la pressió. Per tant podem dir que: a volum constant, la pressió d un gas augmenta quan augmenta la temperatura. P1 /T1 = P2 / T2 llei de Gay-Lussac La llei de Charles A la mateixa època en què Gay-Lussac estudiava el comportament dels gasos, un altre científic francès, Jacques Alexandre Charles ( ), analitzava les variacions que experimentava el volum i la temperatura d un gas quan es mantenia constant la pressió. Per tant podem dir que : a pressió constant el volum d una quantitat fixa de gas és proporcional a la temperatura.

4 V 1 /T 1 = V 2 / T 2 llei de Charles ELS CANVIS D ESTAT Els canvis d estat són exemples de fenòmens físics, perquè en aquests processos no s altera la naturalesa de la matèria, sinó tan sols l estat en què es presenta. Els canvis d estat són reversibles i necessiten energia per tenir lloc. Quan escalfem un sòlid, les vibracions de les partícules augmenta fins que és tan forta que supera les forces d atracció que les mantenen unides i el sòlid es converteix en un líquid. Si continuem escalfant el líquid que hem obtingut, les partícules s hi mouran cada vegada més ràpidament, fins que algunes arribaran a tenir prou velocitat per abandonar el líquid(evaporació). Continuem amb l escalfament i arribarà un moment en què gairebé totes les partícules tindran la velocitat necessària i el líquid començarà a bullir (ebullició).

5 Mentre es produeix un canvi d estat en una substància pura, tota l energia subministrada mitjançant l escalfor s usa per vèncer les forces d atracció. En conseqüència,la temperatura no pot augmentar, sinó que es manté constant mentre hi hagi matèria per canviar d estat. Diferència entre evaporació i ebullició Evaporació és el canvi d estat de líquid a gasós que es produeix únicament a la superfície del líquid. Ebullició és el canvi d estat de líquid a gasós que té lloc en tota la massa d un líquid. L evaporació depèn de la superfície lliure del líquid. Per exemple, s evapora abans l aigua que deixem en un plat que la mateixa quantitat d aigua en un got de tub llarg, i la roba s asseca abans si està estirada que si està doblegada. L evaporació també depèn del vent, que fa que les partícules d aigua se separin de la superfície del líquid. Recursos internet ex.html