Trzy stany skupienia ciał

około 10 minut
W tej lekcji1/12

Weź kostkę lodu, szklankę wody i parę znad czajnika. To trzy zupełnie różne rzeczy: jedną można wziąć do ręki, druga przelewa się między palcami, trzeciej w ogóle nie da się złapać. A teraz zaskoczenie — to cały czas ta sama substancja, te same cząsteczki wody. Zmieniło się tylko to, jak są ułożone i jak szybko się poruszają.

Stan skupienia — trzy postacie tej samej substancji

Stan skupienia. To postać, w jakiej występuje substancja: ciało stałe, ciecz albo gaz. Lód, woda i para wodna to jedna substancja w trzech stanach — cząsteczki są te same, inny jest tylko ich układ. Zajrzyjmy więc najpierw między cząsteczki, bo stamtąd biorą się wszystkie własności, które za chwilę spiszemy w tabeli.

Ciało stałe: każda cząsteczka ma swoje miejsce

Ciało stałe. Cząsteczki stoją ciasno jedna przy drugiej i bardzo mocno się przyciągają. Każda ma swoje miejsce, którego nie opuszcza — może wokół niego tylko drgać. Skoro żadna nie wędruje, bryła trzyma własny kształt i własną objętość.

Ciecz: blisko siebie, ale bez stałych miejsc

Ciecz. Cząsteczki leżą równie blisko siebie co w ciele stałym, ale przyciąganie jest słabsze i żadna nie ma stałego miejsca — ślizgają się jedna obok drugiej. Blisko siebie, więc objętość zostaje własna. Bez stałych miejsc, więc kształt ciecz bierze od naczynia.

Gaz: daleko od siebie i w ciągłym pędzie

Gaz. Odstępy między cząsteczkami są duże, a przyciąganie tak słabe, że prawie nie działa. Każda pędzi przed siebie i odbija się od innych cząsteczek oraz od ścianek. Nic ich nie zbiera razem, więc rozchodzą się po całej dostępnej przestrzeni. Im wyższa temperatura, tym szybszy ten pęd — dlatego ogrzewanie potrafi przeprowadzić substancję z jednego stanu w drugi.

Trzy stany, trzy zestawy własności

Własności wynikają z układu cząsteczek. W skrócie:

Sześć przemian, czyli jak przechodzić między stanami

°C-20020406080100120100 °C — woda zamienia sięw parę0 °C — lód zamienia się wwodę
Woda: przy 0 °C i przy 100 °C zmienia stan skupienia
  1. 1

    Podgrzewamy lód. Przy 0 °C zaczyna zamieniać się w wodę — to topnienie, przejście ze stanu stałego w ciekły.

    ciało stałe→ciecz\text{ciało stałe} \rightarrow \text{ciecz}
  2. 2

    Wstawiamy wodę do zamrażarki. Przy 0 °C zamienia się z powrotem w lód — to krzepnięcie, przemiana odwrotna do topnienia.

    ciecz→ciało stałe\text{ciecz} \rightarrow \text{ciało stałe}
  3. 3

    Woda w kałuży znika, choć nikt jej nie podgrzewał do 100 °C. Zamienia się w parę wodną — to parowanie, przejście ze stanu ciekłego w gazowy.

    ciecz→gaz\text{ciecz} \rightarrow \text{gaz}
  4. 4

    Para wodna dotyka zimnej szyby i osiada na niej kropelkami — to skraplanie, przemiana odwrotna do parowania.

    gaz→ciecz\text{gaz} \rightarrow \text{ciecz}
  5. 5

    Bywa i tak, że substancja przeskakuje stan ciekły. Suchy lód zamienia się prosto w gaz — to sublimacja.

    ciało stałe→gaz\text{ciało stałe} \rightarrow \text{gaz}
  6. 6

    Ta sama droga w drugą stronę to resublimacja: para wodna z powietrza osadza się na gałęziach od razu jako szron, z pominięciem kropli wody.

    gaz→ciało stałe\text{gaz} \rightarrow \text{ciało stałe}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 6 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Do pustego, szczelnie zamkniętego naczynia o objętości 5 dm³ wpuszczasz 2 dm³ gazu. Jaką objętość w dm³ zajmie ten gaz po chwili?

Pułapka! Czy cząsteczki gazu odpychają się nawzajem?

Najczęstszy błąd: gaz rozpycha się po całym naczyniu, bo jego cząsteczki się odpychają.

Przemiany, które widzisz na co dzień

  1. 1

    Zimą śnieg z chodnika potrafi zniknąć, choć mróz trzyma i nigdzie nie widać kałuż. To sublimacja: lód przechodzi wprost w parę wodną, z pominięciem stanu ciekłego.

    loˊd→para wodna\text{lód} \rightarrow \text{para wodna}
  2. 2

    Rano na trawie i szybach pojawia się szron. To para wodna z powietrza osiadła od razu jako kryształki lodu, czyli resublimacja.

    para wodna→loˊd\text{para wodna} \rightarrow \text{lód}
  3. 3

    Wyjmujesz zimną butelkę z lodówki i po chwili robi się mokra. To nie butelka przecieka — to para wodna z powietrza skropliła się na zimnym szkle.

    para wodna→woda\text{para wodna} \rightarrow \text{woda}
  4. 4

    Pranie schnie na balkonie bez żadnego podgrzewania, bo parowanie zachodzi w każdej temperaturze — po prostu w cieple idzie szybciej.

    woda→para wodna\text{woda} \rightarrow \text{para wodna}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 4 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Suchy lód, czyli zestalony dwutlenek węgla, wyjęty z opakowania zamienia się w gaz i nie zostawia po sobie ani kropli cieczy. Jak nazywa się ta przemiana?

Ściąga do zapamiętania

Czym różnią się ciało stałe, ciecz i gaz oraz jak nazywają się przejścia między nimi?

Ciało stałe ma własny kształt i własną objętość: cząsteczki stoją ciasno, każda na swoim miejscu, mocno się przyciągają i tylko drgają. Ciecz ma własną objętość, ale przyjmuje kształt naczynia: cząsteczki są równie blisko siebie, lecz bez stałych miejsc, więc przesuwają się względem siebie. Gaz nie ma ani kształtu, ani objętości i wypełnia całe naczynie: odstępy między cząsteczkami są duże, przyciąganie prawie nie działa, a każda cząsteczka pędzi prosto, dopóki się z czymś nie zderzy — cząsteczki gazu nie odpychają się nawzajem. Przemiany: topnienie (stałe w ciecz), krzepnięcie (ciecz w stałe), parowanie (ciecz w gaz), skraplanie (gaz w ciecz), sublimacja (stałe w gaz), resublimacja (gaz w stałe). Podczas przemian cząsteczki się nie zmieniają ani nie znikają — w lodzie, wodzie i parze są te same cząsteczki H2O, inne jest tylko ich ułożenie i energia ruchu. Dlatego ze 100 g lodu powstaje 100 g wody.

Sprawdź się!

Odpowiedziano na 0 z 5 pytań

Skróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.

1

Rysunek pokazuje model cząsteczkowy pewnej substancji. Jak zachowa się ciało zbudowane w taki sposób, gdy przelejemy je do innego naczynia?

2

Dlaczego gaz wypełnia całe naczynie, do którego go wpuścimy?

3

Kostka lodu topnieje w szklance. Co dzieje się z cząsteczkami wody?

4

Na mroźnej szybie pojawia się szron: para wodna z powietrza osadza się od razu jako kryształki lodu. Jak nazywa się ta przemiana?

5

Perfumy rozpylone w rogu pokoju czuć przy drzwiach dopiero po chwili, choć cząsteczki gazu pędzą setki metrów na sekundę. Dlaczego to trwa?

Następny temat
Różnice w budowie ciał stałych, cieczy i gazów