Најважније из лекције
Агрегатна стања: Чврсто (сталан облик и запремина), течно (стална запремина, променљив облик) и гасовито (променљив облик и запремина).
Фазни прелази:
Фазни прелази:
- При загревању: топљење (чврсто \(\rightarrow\) течно) и испаравање (течно \(\rightarrow\) гасовито).
- При хлађењу: кондензација (гасовито \(\rightarrow\) течно) и очвршћавање (течно \(\rightarrow\) чврсто).
Агрегатно стање представља облик постојања супстанце који зависи од температуре и притиска. Супстанца се може налазити у три основна агрегатна стања: чврстом, течном и гасовитом.
| Агрегатно стање | Облик | Запремина | Кретање и распоред честица |
|---|---|---|---|
| Чврсто | Сталан | Стална | Молекули су густо збијени у правилном распореду и само осцилују око својих положаја. |
| Течно | Нема сталан (поприма облик посуде) | Стална | Молекули су повезани, али се слободно крећу унутар запремине и мењају суседе. |
| Гасовито | Нема сталан (испуњава сав простор) | Нема сталну (заузима запремину посуде) | Молекули се налазе на великим растојањима и крећу се потпуно слободно и хаотично. |
Између молекула делују привлачне међумолекулске силе. Оне су најјаче у чврстом стању, слабије у течном, док су у гасовитом стању готово занемарљиве.
Зашто вода у чаши заузима облик чаше, а коцка леда задржава свој облик?
У течној води међумолекулске везе су довољно слабе да омогуће молекулима да клизе једни поред других и поприме облик посуде, док су у коцки леда (чврсто стање) међумолекулске везе јаке и држе молекуле у фиксном положају, па лед задржава сталан облик.
Фазни прелаз је физичка појава преласка супстанце из једног агрегатног стања у друго услед загревања или хлађења.
Прелази при загревању (довођење топлоте \( +\Delta Q \)):
- Топљење: прелазак супстанце из чврстог у течно агрегатно стање.
- Испаравање: прелазак супстанце из течног у гасовито агрегатно стање.
Прелази при хлађењу (одузимање топлоте \( -\Delta Q \)):
- Кондензација: прелазак супстанце из гасовитог у течно агрегатно стање.
- Очвршћавање: прелазак супстанце из течног у чврсто агрегатно стање.
Када се водена пара у купатилу наслони на хладно огледало, хлади се и прелази у капљице воде - долази до кондензације. Када се вода стави у замрзивач, хлађењем прелази у лед - долази до очвршћавања.
Тачка топљења је одређена температура на којој се одвија топљење (или очвршћавање) супстанце. За чисту воду и лед при нормалном притиску она износи \( 0^\circ\text{C} \).
Тачка кључања је одређена температура на којој се одвија интензивно испаравање (кључање) или кондензација супстанце. За чисту воду при нормалном притиску она износи \( 100^\circ\text{C} \).
Све док фазни прелаз траје, температура супстанце се не мења, иако се топлота непрекидно доводи или одводи. Доведена топлота троши се искључиво на раскидање међумолекулских веза, а не на повећање температуре.
Ако загревамо посуду у којој се налазе вода и комади леда, температура мешавине остаје тачно \( 0^\circ\text{C} \) све док се и последњи комадић леда не истопи. Тек након тога температура воде почиње да расте.
Задаци за вежбање
Лаки задатак: Које агрегатно стање супстанце има сталну запремину, али нема сталан облик, већ заузима облик посуде у којој се налази?
Одговор: То је течно агрегатно стање (течности).
Средњи задатак: Како се назива фазни прелаз при коме водена пара прелази у течну воду, и да ли се при том процесу топлота доводи супстанци или се од ње одузима?
Одговор: Тај процес се назива кондензација. Пошто је то процес супротан испаравању и настаје хлађењем гаса, топлота се одузима од супстанце (предаје се околини).
Тешки задатак: Посуда са водом кључа на шпорету на температури од \( 100^\circ\text{C} \). Ако појачамо ринглу тако да се доводи двоструко више топлоте у секунди, шта ће се догодити са температуром воде док кључање траје? Образложите одговор.
Одговор: Температура воде ће остати иста (\( 100^\circ\text{C} \)) све док сва вода не испари. Додатна топлота не повећава температуру, већ само убрзава процес испаравања (раскидања међумолекулских веза).
