Жидкость в газ и обратно в жидкость
Когда вы жидкость и хотите стать газом, вам нужно найти много энергии. Как только вы сможете направить эту энергию в ваши молекулы, они начнут вибрировать. Если они вибрируют достаточно, они могут избежать ограничений жидкой среды и стать газом. Когда вы достигнете точки кипения, у молекул в вашей системе будет достаточно энергии, чтобы стать газом. Обратное верно, если вы газ. Вам нужно потерять энергию от ваших очень возбужденных газовых атомов. Простой ответ — понизить температуру окружающей среды.
Когда температура падает, энергия будет переноситься из атомов вашего газа в более холодную среду. Когда вы достигнете температуры точка конденсации, вы становитесь жидкостью. Если бы вы оказались над водяным паром над кипящим котлом с водой и врезались в стену, стена была бы прохладной, поглощала бы часть вашей дополнительной энергии, и вы могли бы быстро стать жидкостью. Более холодные объекты часто поглощают энергию от более горячих объектов.
Газ в плазму и обратно в газ
Давайте закончим, представив, что вы газ, как неон (Ne). Вы говорите: «Хммм. Я бы хотел стать плазмой. Они слишком крутые!» Как газ, вы уже на полпути, но вам все еще нужно оторвать пучок электронов от ваших атомов. Газ должен ионизироваться. Электроны имеют отрицательный заряд. В конце концов, у вас будут группы положительно и отрицательно заряженных частиц в почти равных концентрациях. Они оказываются в большом плазменном шаре. Поскольку положительные и отрицательные заряды находятся в равных количествах, заряд всей плазмы близок к нейтральному. Нейтрально происходит, когда целая группа положительных частиц нейтрализует заряды равной группы отрицательно заряженных частиц.
Плазма может быть сделана из газа, если в газ подается много энергии. В случае неона, это электрическая энергия, которая оттягивает электроны. Когда пришло время снова стать газом, просто выключите неоновый свет. Без электричества для возбуждения атомов неоновая плазма возвращается в газообразное состояние. У нас есть особый мир здесь на Земле. У нас есть среда, в которой вы не найдете много повседневной плазмы. Как только вы покидаете Землю и путешествуете по Вселенной, вы найдете плазму повсюду. Это в звездах и всем пространстве между ними.
Примеры фазовых изменений
Тающий лед. Вы можете наблюдать изменения фазы дома, когда кладете кусок льда (твердый) на прилавок. Пока температура выше 0 градусов по Цельсию, этот кубик льда будет нагреваться и таять. Та расплавленная лужа воды (H 2 O) является жидкостью. Тепло меняет фазу. Приготовьте полотенце, чтобы навести порядок.
Газы под давлением. Если у вас есть барбекю с пропаном (C 3 H 8), вы, вероятно, видели те цилиндры, заполненные топливом. В цилиндре молекулы пропана находятся в жидком состоянии при высоком давлении. Когда молекулы выпущены из цилиндра, они сразу становятся газом, и вы можете готовить еду. Перепад давления приводит к изменению фазы.
Плазма в трубах. Во многих знаках есть стеклянные трубки, заполненные неоновым (Ne) газом. Обычно газ остается газом. Когда вы включаете знак и посылаете электрический ток через трубки, неон теряет свои электроны и становится плазмой. Электричество делает изменение фазы.
Аппетитный стейк. Допустим, вы готовите, когда идете в поход или на барбекю дома. Когда вы кладете еду на гриль, вы не сильно пахнете. Когда еда нагревается, ароматические молекулы начинают выходить с поверхности пищи и распространяться по воздуху. Эти летучие молекулы нагреваются и становятся газом, когда они испаряются. Тепло меняет фазу.
Химические изменения по сравнению с физическими
Важно понимать разницу между химическими и физическими изменениями. Некоторые изменения очевидны, но есть некоторые основные идеи, которые вы должны знать. Физические изменения обычно связаны с физическими состояниями материи. Химические изменения происходят на молекулярном уровне, когда у вас есть две или более молекул, которые взаимодействуют. Химические изменения происходят, когда атомные связи разрушаются или создаются во время химических реакций.
Без изменений структуры
Когда вы наступаете на банку и разбиваете ее, у вас происходят физические изменения. Тем не менее, вы только изменили форму банки. Это не было изменением в состоянии материи, потому что энергия в банке не изменилась. Кроме того, поскольку это было физическое изменение, молекулы в банке все еще являются теми же молекулами. Никакие химические связи не были созданы или разрушены.
Когда вы плавите кубик льда (H 2 O), у вас происходят физические изменения, потому что вы добавляете энергию. Вы добавили достаточно энергии, чтобы создать фазовый переход из твердого состояния в жидкое, Физические действия, такие как изменение температуры или давления, могут вызвать физические изменения. Никаких химических изменений не произошло, когда вы растопили лед. Молекулы воды — это еще молекулы воды.
Изменение молекул
Химические изменения происходят в гораздо меньших масштабах. Хотя некоторые эксперименты показывают очевидные химические изменения, такие как изменение цвета, большинство химических изменений не видны. Химическое изменение, поскольку перекись водорода (H 2 O 2) становится водой, не может быть замечено, так как обе жидкости прозрачны. Однако за кулисами создаются и уничтожаются миллиарды химических связей. В этом примере вы можете увидеть пузырьки газообразного кислорода (O 2). Эти пузырьки являются свидетельством химических изменений.
Плавление кусочка сахара — это физическое изменение, потому что вещество все еще является сахаром. Сжигание кусочка сахара — это химическое изменение. Огонь активирует химическую реакцию между сахаром и кислородом. Кислород в воздухе реагирует с сахаром, и химические связи разрушаются.
Железо (Fe) ржавеет, когда оно подвергается воздействию газообразного кислорода в воздухе. Вы можете наблюдать за процессом в течение длительного периода времени. Молекулы изменяют свою структуру по мере окисления железа, в конечном итоге превращаясь в оксид железа (Fe 2 O 3). Ржавые трубы в заброшенных зданиях — реальные примеры процесса окисления.