Transcript Dermedt világ

Dermedt világ
Halmazállapot-változások
Halmazállapot-változás: Miközben az anyag egyik halmazállapotból a másikba átalakul.
Magyarázat: A halmazállapot-változás egy fizikai tulajdonság. Ha az anyag részecskéinek kapcsolódási módja,
erősége megváltozik, megváltozik a halmazállapotuk is.
Az anyag a környezetével kerül kölcsönhatásba és ennek következtében szerkezete és ezáltal tulajdonsága is
megváltozik. (Pl.: szín, alak, hőmérséklet.) A részecskeszerkezetben valamint az anyag összetételében nem
történik változás.
Tehát új anyag nem keletkezik. Ezt nevezzük fizikai változásnak.
A legtöbb kémiai anyag négy halmazállapotban lehet stabil állapotú:
 Szilárd,
 Folyékony,
 Légnemű és
 Plazma állapot
Halmazállapot-változások
Energiabefektetést igénylő átmenetek:
Olvadás: Szilárd halmazállapotú anyagból folyékony.
Párolgás, forrás: Folyékony halmazállapotból gáz vagy
légnemű.
Szublimáció: Szilárdból gáz halmazállapot.
Energiafelszabadulással járó átmenetek:
Fagyás: Folyékony halmazállapotból szilárd.
Lecsapódás: Gázból folyékony halmazállapot.
Kristályosodás: Gázból szilárd halmazállapot.
Az anyagok
felépítésének
változása
Minden anyag
rendelkezik
több-kevesebb
belső
energiával.
A szilárd anyag
részecskéi a
kristály
rácspontjaiban
rezgő mozgást
végeznek.
Ha az anyaggal
energiát
közlünk, - pl hő
formájábanakkor nő az
anyag belső
energiája.
Emiatt a
részecskék
egyre
gyorsabban
rezegnek.
A részecskék
közti kötések
egy ponton túl
felszakadnak, és
a kristályrács
szétesik.
A részecskék
egymáson
elgördülnek,
az anyag
folyékonnyá
válik
Az olvadás 3 szakasza
T
folyékony
Szilárd, folyékony
0°C
II.
I.
Szilárd
ΔEb
Olvadáspont
Az olvadáspont valamely anyag szilárd halmazállapotból folyadék halmazállapotba történő átmenetének
egyensúlyi hőmérséklete. Jele: Tm
Víz
•
A tökéletesen tiszta víz, amit még laboratóriumi körülmények között is nehéz előállítani, nem fagy meg 0
C°-on. A vízben található kis méretű szennyeződések indítják be azt a folyamatot, aminek köszönhetően a
víz megfagy. A tudósok elsők között a légköri kutatások során találkoztak -40 fokos folyékony vízzel, de
tudományosan nem tudták megállapítani, hogy mi az a hőmérsékletküszöb, ahol a tiszta víz is eléri a
fagypontot. A víznek ezt az állapotát túlhűtött állapotnak nevezik.
•
A vízmolekulák kristályos szerkezetét legjobban télen figyelhetjük meg. Ha egy hópelyhet mikroszkóp
alatt megvizsgálunk felismerhetjük annak tökéletes geometriai felépítését
•
a víz információ tárolására képes, ha egy hópelyhet természetes körülmények között felolvasztunk, majd
ugyanezen körülmények között visszafagyasztunk, pontosan ugyanazt a felépítésű hópelyhet kapjuk,
tehát a víz "emlékszik" rá, hogy ő kicsoda.
Sűrűség és térfogatváltozás
(fagyás-olvadás)
Fagyáskor az anyagok térfogata általában csökken, kivéve a víz és a vas esetében. A
víznek 4 °C-on a legkisebb a térfogata, és további hűtés hatására kitágul. A tágulás
fagyás közben is folytatódik, a növekvő térfogatú jég pedig rendkívül nagy erőt képes
kifejteni. Például a sziklák repedéseiben megfagyó víz szétrepeszti a legkeményebb
kőzetet is, amely a magas hegységek lepusztulásának legfőbb oka Oka: A víz
megfagyásakor kialakuló kristályszerkezetben hidrogén-híd kötések alakulnak ki,
amelynél a hidrogén atommagok közti távolság nagyobb, mint a kovalens kötésű
hidrogén és oxigén atommagok közti távolság, és egyre inkább eltávolítja egymástól a
vízmolekulákat. Például a sziklák repedéseiben megfagyó víz szétrepeszti a
legkeményebb
kőzetet is, amely a magas hegységek lepusztulásának legfőbb oka.
Mivel fagyás közben a térfogat növekszik, a jég sűrűsége kisebb lesz mint a vízé, ezért a
jég úszik a vízen.
Olvadáskor az anyagok térfogata megnő , sűrűsége pedig csökken . Azonban a víz
ebben az
esetében is egy kivétel, mert minden fordítva történik.
Olvadáshő és fagyáshő
Az olvadáshő az egységnyi mennyiségű anyagnak állandó hőmérsékleten és
állandó nyomáson történő megolvadásához szükséges hőenergia.
Jele: Lo
Mértékegysége: kJ / kg , J / kg
Lo = Q / m
Olvadáshő = hőmennyiség / tömeg
Az olvadás és fagyás azonos hőmérsékleten megy végbe, a fagyáshő egyenlő az olvadáshővel.
Az olvadáspontot befolyásoló tényező I. - nyomás
Az olvadáspontot általában normál légköri nyomás mellett vizsgálják. A környezet nyomása
hatással van az anyagok olvadáspontjára. Egy szilárd anyag megolvadásakor a keletkező folyadék
általában nagyobb térfogatú, mint a szilárd fázis térfogata. Ha növeljük a nyomást, akkor a testek
térfogata éppen ellenkezőleg, kis mértékben csökken, tehát azt várhatjuk, hogy a nyomás és a
hőmérsékletnövekedés éppen ellentétes hatású, vagyis nagyobb nyomások esetén az anyagok
általában magasabb hőmérsékleten olvadnak meg. A tapasztalat igazolja ezt a feltételezést,
nagyobb nyomások hatására az olvadáspont általában emelkedik.
Az olvadáspontot befolyásoló tényező II. - összetétel
Az olvadáspontot befolyásoló másik tényező a folyadék összetétele. A tiszta anyag
olvadáspontjához képest a folyadék olvadáspontja (fagyáspontja) lecsökken, ha benne
valamilyen anyagot feloldunk. Ha például vízben konyhasót oldunk fel, akkor az oldat folyadék
maradhat egészen - 22 ° C -ig, míg ha az oldat a konyhasó mellett kalcium-kloridot is tartalmaz,
akkor a fagyáspont akár - 45 ° C -ig is lecsökkenhet.
Az oldatok fagyáspontcsökkenésének nagy szerepe van a hűtőfolyadékok és egyéb hűtőközegek
készítésénél, valamint a téli, havas-jeges útburkolatok csúszásmentessé tételénél.
Ötvözetek esetében az olvadáspont alacsonyabb, mint az összetevő anyagok bármelyikének az
olvadáspontja.
Kattintásra indul
Amorf
A reklám ipar is felhasználja
a fagyás és olvadás
folyamatának szépségét
• A szilárd halmazállapotú, de nem szabályos kristályos szerkezetű anyagokat nevezzük amorfnak.
• Maga a szó latin eredetű durva fordítása: formátlan.
• Ezekben az anyagokban a kristályokra jellemző rendezettség, szabályosság hiányzik, ebből a szempontból szerkezetük inkább a
folyadékokra hasonlít.
• A folyadékoktól viszont éppen a különösen magas viszkozitás különbözteti meg őket. Szerkezetükből az is következik, hogy
egészen más tulajdonságaik lesznek, mint a kristályos változatoknak.
• hírhedt amorf anyag az üveg.
Az amorf anyagok tulajdonságai
• Az amorf anyagok sok mindenben különböznek a kristályos anyagoktól.
Például:
• Nincs éles olvadáspontjuk, ugyanis ha az amorf szenet melegítjük,
fokozatosan lágyulni kezd, a viszkozitás pedig rohamosan, sok
nagyságrenddel csökken. A fázis viszont ugyanaz, akár szilárd, akár
folyékony az anyag. Nincs fázisváltozás.
• Jó áram- és hőszigetelők, ugyanis az elektronok nem tudnak elmozdulni,
nincs delokalizált pí kötés. Elektromos ellenállásuk és mechanikai
szilárdságuk általában jóval nagyobb, mint a kristályos változataikéi.
• A amorf fémek (más néven fémüvegek) nagyon jól mágnesezhetők,
korrózió és kopásállóságuk kimagasló.
Próbálkozásaink
Más amorf anyagok
borostyán
Paraffin
Obszidián
viasz
IGLU
Eszkimók menedéke.
• A hó és jég jó hőszigetelő: hiszen a hókristályok levegőt ejtenek csapdába. Amíg a kinti hőmérséklet akár -45 °Cig is süllyedhet, addig a benti elérheti a 16 °C-t csupán a test melegétől fűtve.
• Építészetileg a jégkunyhó egyedülálló abban, hogy a kupolát nem támasztják alá, ehhez csupán a hó téglákat kell a
megfelelő módon összeilleszteni. Az alvó rész és az iglu bejárata nem egy szintben van. Ez megakadályozza a
légcserét, hideg csapdaként működik, így az alvó tér melege (lámpa, testhő) bent marad a kunyhóban.
Jégszobor
• A jégszobor egy olyan szobortípus, amely készítésekor a művész nyersanyagként jeget használ.
• Jégszobrokat már időszámításunk szerint 387-ben készítettek a folyók jegéből a korai Kínában. A jeget
jégveremben tárolták.
• A jég faragását nehezíti, hogy bizonyos hőmérséklet felett formázhatatlanná válik és idővel a jég
hőmérsékletének változása közben a megmunkálhatósága is változik.
• A jégtömbök tömegét és sűrűségét tekintve számos kritériumnak kell megfelelnie, leggyakrabban a
színtiszta kristályvizet használják, hiszen ennek eredménye az üvegszerű, átlátszó szobor. Zavaros vagy
tejszerű akkor lesz a jég, ha mikroszkopikus oxigénbuborékok maradnak a víz alkotóelemei közt. Ahhoz,hogy
a jég víztiszta maradjon, egy olyan speciális eljárásra van szükség, amely során a vizet fagyásig folyamatosan
cirkuláltatják, ezáltal megelőzve a buborékok képződésének lehetőségét.
• Új technikának számít a színes jégszobor is. Ebben az esetben vagy színes zselét kevernek a vízbe, vagy
színes apró szemcsés homokot mielőtt lefagyasztanák.
• Fontos a faragási technika,ami gyors és kíméletes pl: láncfűrész, CNC gép.
Jég - graffiti
•Egy berlini székhelyű kreatív csapat, a háromfős Stiftung FREIZEIT köztéri projektjeik közé tartozik a jég –
graffiti, amely a street-art egyik természetes megjelenése.
•Hozzávalók: ecset, víz és kreativitás.
•A képeket gondozni kell egy ideig, újra és újra jó tocsogósan felvinni a vizet, ha az még megfagyás előtt
elpárolog.
Viaszfigura
• A viaszfigura készítésének titkát sokáig a papok és apácák őrizték.
• Összetétele: méhviasz, parafaviasz , a viasz átlátszóságát
csökkentő mészkőpor és állati zsír, amely csökkenti a viasz
törékenységét.
•A hozzávalókat vízfürdőben 2 órán át melegítik.
•Olajfestékkel színezik
•Hálón keresztül szűrik
•Az oldatot gipszöntő formába öntik, ahol a viasz 10 perc alatt
megkeményedik
•A kész viaszfigurákat forró, éles pengével formázzák
Gasztroművészet csokival és grillázzsal
•A grillázs cukorból és dióból készített édesség.
Kattintásra indul!
•A forró cukorban megperzselődött dió teszi rugalmassá a grillázs anyagát.
•A forró cukros-diós massza képlékeny és könnyen formázható, de pillanatok alatt dermedni kezd és
megszilárdul, így gyorsan kell vele dolgozni.
•A csokigyurma elkészítéséhez csoki és méz 3:1 arányú keverékét használják.
•Dermesztés után a kéz melegétől lágyulva formázható.
Alkímia
Kattintásra indul!
•Közönséges fémek arannyá és ezüstté változtatásának ősi tudománya.
•Az aranycsinálás Mezopotámiában és Kínában terjedt el leginkább, amelynek lényege, hogy porózus edénybe helyezett nemesfém
ötvözet felett hevített levegőt vezetnek el, a fémek oxidálódnak, csak az arany és ezüst marad meg.
•Kínában alakul ki az az elmélet, hogy a higanyosság és a kénesség két fő tulajdonság az anyagtudományban, a Yin és Yang
párhuzam. A higanyosság formálható, olvasztható, a fémes tulajdonságokért felelős. A kénesség pedig a nem-fémes anyagok
tulajdonságainak lényege pl:törékenység.
•Hét féle fém. Olvasztható és képlékeny, higanyból és kénből állnak. Ásványi anyagok mellett megjelennek növényi és állati
eredetűek is. Desztillációval vagy gyenge savakkal kezelve állítják őket elő.
Üvegművészet
•Az üveg amorf állapotú szilárd anyag, bár egyes kémiai tulajdonságai általában folyadékokra jellemzőek
• A különbség a folyadék- és az üvegállapot között az, hogy megszilárdult állapotban az üvegszerkezetet alkotó atomok hőmozgása gátolt.
•Amikor az üveg lehűl, akkor lényegében nem alakul át a halmazállapota, hanem egy bizonyos hőmérséklet tartományban megnő a
viszkozitása, és megkeményedik.
•Az olvasztás több lépésből áll: 1. összeolvasztás 1480 C° körül 2. a keletkezett gázok eltávolítása 3. hűtés
•Formázás: öntés, fúvás, préselés, húzás
•Hűtés: Az üveg rossz hővezető, ezért ügyelni kell arra, hogy egyenletesen hűljön, és ne törjön el. A hűlés közben keletkező mechanikus
feszültség nagysága függ az üveg hőtágulási együtthatójától.
A kerámia művészete
• Építőanyagok, csempék, edények, díszek, szobrocskák agyagból való készítésének technikája.
• Az agyag a földpátok elmállásából keletkezik, s vele keveredett vasvegyületek és egyéb ásványi anyagok hatására
égetéskor vörös, barna, sárga színű lesz.
• Az agyagtárgyakat égetés előtt szárítják,ekkor a nedvesség egy része eltávozik, égetéskor kapja meg az edény a
szilárdságát. A nem megfelelően szárított edény égetéskor a hő hatására szétpattanhat.
• Általában a második égetés előtt kerül sor az edények, tárgyak mázazására, mely a használhatóságukat, s egyben
díszítésüket szolgálja.
Készítette: Hörnyék Franciska
Kovács Alexandra
Tanos Balázs
11. osztály
Felkészítő tanár: Schell Lívia
Mozgásjavító Általános Iskola, Szakközépiskola, Egységes Gyógypedagógiai Módszertani Intézmény és
Kollégium , Budapest XIV. Mexikói út 60.
Forrás: http://hu.wikipedia.org/
Jurisits, Szűcs: Fizika 10.- Mozaik kiadó
http://www.madametussauds.com/
http://idotetrisz.cafeblog.hu/2014/01/27/jeg-graffiti/
www.youtube.com