Departament de Fisica i Quimica.
Els estats de la materia i la teoria cinetico-molecular
Els estats de la materia
La teoria cinetica de la materia fa les suposicions seguents (hipotesi):
•
La materia esta fonnada per particules molt petites que sempre estan en moviment,
•
En els solids, les particules estan juntes i ordenades. Les particules no canvien de posicio, tant sols
vibren.
•
En els liquids, les particules estan juntes pero no tenen cap ordre. Les particules varien de posicio
sense separar-se.
•
En els gasos, les particides estan molt separades i es mouen Uiurement, xoquen entre si i tambe amb
les parets del recipient que les conte.
Observa ia figura, on es veuen els
tres estats de la materia de i'aigua.
El gel esta format per particules
juntes i ordenades.
L'aigua Ifquida esta fomiada per
particules juntes pero desordenades.
El vapor d'aigua esta format per
particules Uiures que estan separades
i desordenades
m
(ai
Estat
!f)
Propietat
Explicacio a partir de la teoria cinetica
Tenen foima fixa
Les particules estan ordenades i no es poden moure Uiurement
Tenen volum fix
Les particules estan juntes
Tenen forma del
recipient
Les particules estan desordenades i es poden moure Uiurement
Tenen volum fix
Les particules estan juntes
Tenen forma del
recipient
Les particules estan desordenades i es poden moure Uiurement
Canvien de volum
facilment
Les particules estan separades i es Jacil apropar-les o separar-les
Solid
Liquid
Gas
Tema^ . Solid, Liquid i Gas
Canvis entrc Liquid i Solid: Fusio i Solidificacio
Departainent de Fisica i Quimica.
Quan una substancia pura, com I'aigua, es fon ho fa a una temperatura constant anomenada
Temperatura o punt de fusio
Mentre dura la fusio - mentre hi ha solid i liquid - la temperatura es niante constant.
Tots els liquids purs si es refreden prou acaben solidificant a la mateixa temperatura que fonen.
La temperatura de fusio i solidiUcacio son identiqucs.
La temperatura de fusio d'una substancia pura es una propietat caracteristica.
L I Q U I D (aigua liquida)
0"C
20 " C
40 "C
Temp, de fusio/solidificacio
Temperatura
Estat fisic
Per sota de la temperatui-a de fusio
SOLID
Per sobre de la temperatura de fusio
LIQUID
Exercicas:
1.- E n la taula segiient es mostra la temperatura de fusio d'alguns materials
Temp, de fusio d'algunes substancies pures
Alcohol
Mercuri
Gel
Sofre
Plom
-114 °C
-39 °C
0°C
114 °C
334 °C
Plata
Or
Ferro
Plati
Tungste
960 °C
1061 °C
1540 °C
1765°C
3380 °C
Indica amb un X quines de les substancies son solides a la temperatura indieada
Substancia
T = -100 °C
Alcohol
Mercuri
Gel
Sofre
Plom
Plata
Or
Ferro
Plati
Tungste
TemaZ. Solid, Liquid i Gas
T = 50 ° C
T = 1000 ° C
T = 2000"C
Canvis entre Liqnid i gas; Vaporitzaeso per ebullicio
Departament de Fisica i Quimica.
«
•
•
•
Mentre un liquid esta buUinl la temperatura es mante constant
El punt d'ebullicio d'una substancia pura es una propietat caracteristica.
Una disminucio de la pressio sobre un liquid fa baixar la seva temperatura d'ebullicio.
Un augment de la pressio sobre un licjuid fa pujar la seva temperatura d'ebullicio.
:
„
Temperatura
Estat fisic
Menor de la temperatura de fusio
SOLID
Major de la temperatura de fusio i
Menor de la temperatura d'ebullicio
LIQUID
Major de la temperatura d'ebullicio
GAS
1. Quin es I'estat de les substancies de la laula a -10 "C ? I a 120 "C?
Punt de
Punt
fusio r c ) d'ebullicio {'C)
-33
-78
78
-114
Substancia
Amoniac
Alcohol
0
100
Sofre
114
445
Plom
327
1740
Ferro
1540
2750
Aigua
Estat
a-10°C
Estat
a 120 X
2. L'aigua bull a 100 X ' a la pressio normal, pero en el cim del Montblanc bull a 84 "C, quina
explicacio es pot donar a aquest fenomen ?
3. Una oUa a pressio permet que els aliments es coguin mes de pressa, a que es degut ?
4. "L'aigua sempre bull a 100 °C no es del tot correcta, que hauriem d'afegir perque ho fos ?
5. Dibuixa la corba d'escalfament de l'aigua. Es tracta de dibuixar en un grafica com canvia ia
temperatura de l'aigua respecte al temps que fa que I'escalfem. Suposa que comencem escalfant un
bloc de gel a -20X
Temperatura .
100
-20
temps
Tema ^ . Solid, Liquid i Gas
Els estats de la materia i la teoria cinetico-molecular
Departament de Fisica i Quimica.
Canvis d'estat de la materia
La teoria cinetica explica els canvis d'estats de la materia perque fa les hipotesis seguents:
•
Quan augmenta la temperatura d'un cos augmenta la velocitat amb la que es mouen les seves
particules.
•
Quan un solid s'escalfa, les seves particules guanyen energia.
Les particules vibren cada cop mes de pressa i el solid
augmenta la temperatura.
•
El solid es fon i es toma liquid quan les particules vibren tan
de pressa que vencen les forces que les obliguen a mantenir
una posicio fixa.
•
•
En un liquid no totes les particules es mouen amb la mateixa
rapidesa. L'evaporacio es produeix perque les particules mes
rapides, que es troben a la superficie, vencen I'atraccio de les
altres particules i s'escapen.
Quan augmenta la temperatura d'un liquid les particules cada
cop es mouen mes rapid. El liquid bull i es toma gas quan les
particules es mouen tan de pressa que vencen les forces que
les obliguen a mantenir-se juntes.
solid
(Isis particules vitarer)
liquid
(les particules es moueni
1. Per que un liquid es refreda alhora que s'evapora ?
2. Per que quan tenim molta calor suem ?
3. Informa't de com funciona un frigorific.
Tema-^. Solid, Liquid i Gas
Solid /red flc.i pardculfs vibren a poc a poc}.
Q
^ ^ S S
Solid calejtt (les particules vibren mes de
algunes particules lenen prou
enargiB i escapen del liquid
foriTant vapor d'aigua
Departament de Fisica i Quimica.
«
«
Canvis entre Liquid i gas: Vaporitzacio per evaporacio
Vaporitzacio es el pas de I'estat liquid al gasos
La vaporitzacio es pot produir per evaporacio i per ebullicio
Diferencies entre evaporacio i ebullicio:
E V A P O R A C I O es produeix:
E B U L L I C I O es produeix:
nornes en la superficie lliure del liquid. No
s'observa.
en totes les parts del liquid. S'obsen'en
bombolles.
a qualsevol temperatura
a una temperatura determinada
a un ritme mes aviat lent
a un ritme rapid
Factors que influeixen en la velocitat d'evaporacio
Per que la roba mullada s'eixuga mes depressa si esta estesa que si esta apilonada dins una cistella ?
Per que en un dia de vent la roba s'eixuga mes rapid que en un dia de calma ?
Per que un bassal d'aigua s'asseca abans a I'estiu que a I'hivem ?
Per que una taca d'alcoho! desapareix abans que una taca d'oli ?
Factor
Explicacio
Classe de liquid
Es una propietat del liquid. Els que s'evaporen molt rapid s'anomenen volatils,
com I'eter o I'acetona. L'oli en canvi es poc volatil
Superficie lliure
La velocitat a la que s'evapora un liquid es molt mes gran com mes supetficie
lliure ofereix.
Temperatura
La velocitat a la que s'evapora un liquid augmenta amb la temperatura
Ventilacio
]./d ventilacio afavoreix l'evaporacio, ja que la capa de vapor que es troba sobre
el liquid es escombrada per I'aire. En cas contrari els vapors s'acumulen sobre
el liquid i frenen l'evaporacio.
T e m a ^ . S61id, Liquid i Gas
Corba d'escalfament d'nna substancia pura
Es la representacio grafica de com varia la temperatura d'una substancia pura a mesura que I'anem
escalfant. En el cas de I'aigua a 1 atm, seria:
Temperatura
CO
Liquid-gas
100°C
/
Solid-liquid /
0°C
/
y
/
gas
vaporitzacio
yffquid
fusio
y^id
temps
Activitats:
1) Quin es I'estat fisic de cadascuna de les substancies seguents a 20 "C ?
Substancia A: T f = 1 0 6 4 ° C
,
Teb = 3080°C
Substancia B: Tf = 2 9 ° C
,
Teb = 669''C
Substancia C: Tf = - 1 1 7 ° C ,
Teb = -112''C
Substancia D: T f = - 3 9 ° C
Teb= 357°C
,
2) La grafica mostra la corba d'escalfament (T -1) d'una substancia pura, partint de I'estat solid.
a) Quina es la Temperatura de fusio de la
substancia?
b) Quina es la
d'ebuUicio?
seva
Temperatura
c) Que li passa a la Temperatura mentre
la substancia canvia d'estat?
3) Completa les caracteristiques dels estats d'agragacio de la materia amb les paraules adequades.
Estat solid:
- Forma
i volum
- Si s'aplica una for9a a im cos solid, podem
Estat liquid:
r Forma
o fins i tot
i voliim
- Els liquids son practicament
Estat gasos:
-Forma
i volum
- Si s'aplica ima for9a a un gas, el podem
.o
amb facilitat.
