Transcript המאפיינים של מצבי צבירה

‫מולקולת מים מורכבת מחמצן ומימן‬
‫‪2H2 + O2 ----> 2H2O‬‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫מה זה מים ‪H2O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫תכונות החומר יבואו לידי ביטוי רק בצבר‬
‫‪ -‬בכמות גדולה מאד של מולקולות‪.‬‬
‫כל כמות חומר הנראית לעין מכילה כמות עצומה‬
‫של מולקולות ‪.‬‬
‫מולקולת מים‬
‫כוס “מים‪H2O ”-‬‬
‫לדוגמא ‪ 1‬גר’ מים מכילים בערך‪:‬‬
‫‪30,000,000,000,000,000,000,000‬‬
‫מולקולות‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫מצבי צבירה שונים של מים‬
‫(גז נוזל ומוצק)‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫רוטציה‬
‫טרנסלציה‬
‫הזזה‬
‫רוטציה‬
‫סיבוב‬
‫ויברציה‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫המאפיינים של מצבי הצבירה השונים‬
‫מצב גז‬
‫‪ .1‬מרחק גדול מאד בין החלקיקים‪ .‬ניתנים לדחיסה באופן משמעותי‪.‬‬
‫‪ .2‬חופש תנועה מלא של החלקיקים‪ :‬ויברציה‪ ,‬רוטציה‪ ,‬טרנסלציה‪.‬‬
‫‪ .3‬החלקיקים נעים בתנועה אקראית‪ ,‬הגז ממלא את כל נפח הכלי‪.‬‬
‫מצב נוזל‬
‫‪ .1‬מרחק קטן בין החלקיקים‪ .‬יש סדר לטווח קצר‪.‬‬
‫‪ .2‬חופש תנועה של ויברציה ורוטציה‪ .‬תנועה חלשה לטרנסלציה‪.‬‬
‫‪ .3‬משנה צורתו לפי צורת הכלי‪ ,‬ניתן לשפוך אותו מכלי לכלי‪.‬‬
‫מצב מוצק‬
‫‪ .1‬החלקיקים קרובים זה לזה‪ .‬סדר לתווך ארוך‪.‬‬
‫‪ .2‬חופש תנועה של ויברציה‪ ,‬חופש מוגבל לרוטציה וטרנסלציה‪.‬‬
‫‪ .3‬החלקיקים שומרים על סדר‪ ,‬אינם מקבלים את צורת הכלי‪.‬‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫שינויים במצב צבירה של חומרים‬
‫דורשים אנרגיה‬
‫המראה‬
‫מוצק‬
‫התמצקות‬
‫היתוך‬
‫טמפ‪.‬‬
‫היתוך‬
‫נוזל‬
‫עיבוי‬
‫רתיחה‬
‫גז‬
‫טמפ‪.‬‬
‫רתיחה‬
‫לכל חומר טמפרטורה היתוך ורתיחה אופייניות לו‪.‬‬
‫טמפרטורת ההיתוך והרתיחה מושפעות מחוזק הקשר בין חלקיקי‬
‫החומר‪ .‬ככל שהקשר חזק יותר‪ ,‬טמפרטורת ההיתוך או הרתיחה‬
‫גבוהים יותר‪.‬‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫תאור גרפי של שינוי הטמפרטורה עם‬
‫תוספת אנרגיה‬
‫טמפרטורה‬
‫)‪(ºC‬‬
‫גז‬
‫רתיחה‬
‫בחימום מוצק‪ ,‬נוזל או גז הטמפרטורה‬
‫עולה כי גוברת התנועה האקראית של‬
‫החלקיקים‪.‬‬
‫נוזל‬
‫במהלך ההיתוך או הרתיחה הטמפרטורה נשארת‬
‫קבועה‪ .‬האנרגיה מושקעת בשבירת הקשרים בין‬
‫המולקולות‪.‬‬
‫אנרגיה )‪(K.J‬‬
‫טמפרטורת‬
‫רתיחה‬
‫היתוך‬
‫מוצק‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫טמפרטורת‬
‫היתוך‬
‫איך זה שניתן להחזיק מים וקרח באפס‬
‫?‬
‫מעלות‬
‫במאה‬
‫וקיטור‬
‫ומים‬
‫מעלות‬
‫טמפרטורה‬
‫)‪(ºC‬‬
‫גז‬
‫רתיחה‬
‫במעבר ממצב צבירה של‬
‫קרח למים או מים לאדים‬
‫מושקעת הרבה אנרגיה‪ ,‬מדוע‬
‫הטמפרטורה אינה משתנה?‬
‫טמפרטורת‬
‫רתיחה‬
‫נוזל‬
‫היתוך‬
‫מוצק‬
‫אנרגיה )‪(K.J‬‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫טמפרטורת‬
‫היתוך‬
‫מה ההבדל בין רתיחה להתאדות?‬
‫מדוע רואים בועות ברתיחה?‬
‫רתיחה‬
‫התאדות‬
‫להדגים רתיחה בקומקום שקוף‪ ,‬ולדבר על הרעש לפני הרתיחה וקריסה של בועות אדים שמתקררות בבום על קולי‪.‬‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫מה בין רתיחה לאידוי?‬
‫רתיחה‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫שינוי מצב צבירה מנוזל‬
‫לגז‬
‫מתרחשת רק‬
‫בטמפרטורת הרתיחה‪.‬‬
‫מתרחשת בכל נפח‬
‫הנוזל‪.‬‬
‫רואים בועות‪ .‬הבועות‬
‫מכילות גז שנוצר מהנוזל‪.‬‬
‫אידוי‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫שינוי מצב צבירה‬
‫מנוזל לגז‪.‬‬
‫מתרחש בכל‬
‫טמפרטורה בה יש‬
‫נוזל‪.‬‬
‫מתרחש רק על שטח‬
‫הפנים של הנוזל‪.‬‬
‫לא רואים בועות‪.‬‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫דיאגרמת פאזה לחץ‪-‬טמפרטורה‬
‫לחץ [‪P ]Atm‬‬
‫•הקווים מסמלים שיווי משקל בין שתי פאזות‪.‬‬
‫מוצק‬
‫•בנקודה המשולשת יש ש"מ של שלוש פאזות‪.‬‬
‫•לכל חומר יש דיאגרמת פאזות שלו‪.‬‬
‫נוזל‬
‫נק'‬
‫קריטית‬
‫התאדות‬
‫התכה‬
‫התמצקות‬
‫התעבות‬
‫גז‬
‫טמפרטורה [‪T ]ºC‬‬
‫נק'‬
‫משולשת‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬
‫המראה‬
‫עיבוי‬
‫דיאגרמת פאזה של מים‬
‫לחץ [‪P ]Atm‬‬
‫מוצק‬
‫נק'‬
‫קריטית‬
‫נוזל‬
‫‪1‬‬
‫מתחת למחלקי‪-‬סקי‬
‫נוצר לחץ עז דיו על מנת‬
‫שתווצר שכבת מים‬
‫עליה מחליקים‬
‫‪0.006‬‬
‫גז‬
‫טמפרטורה [‪T ]ºC‬‬
‫נק'‬
‫משולשת‬
‫‪100‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0.0098‬‬
‫‪ -‬המרכז להעשרה מדעית המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה‬