Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby udostępnić materiał Dodaj całą stronę do teczki

Zimą, kiedy temperatura spadnie poniżej zera, kałuże zamarzają, a na rzekach i jeziorach pojawia się lód. Śnieg natomiast zamienia się w wodę, gdy tylko wejdziemy do ciepłego pomieszczenia. Czy wszystkie substancje ulegają takim przemianom?

R1e7f0ylHaFrn1
W ciałach stałych drobiny znajdują się blisko siebie
Już wiesz
  • że materia zbudowana jest z różnego rodzaju drobin.

Nauczysz się
  • wymieniać rodzaje stanów skupienia;

  • opisywać, jak ułożone są drobiny w każdym ze stanów skupienia;

  • nazywać i wyjaśniać procesy zmiany stanów skupienia substancji;

  • wyjaśniać, jak zmiana temperatury wpływa na stan skupienia substancji.

iLZAsxSEIV_d5e220

1. Jakie znamy stany skupienia?

Uczeni dowiedli, że lód, woda i para wodna to jedna i ta sama substancja, ale w różnych postaciach określanych jako stany skupieniastan skupieniastany skupienia. Znajdujące się w powietrzu tlen i azot to gazy, z kolei olej, woda czy benzyna to ciecze, a sól, cukier lub węgiel kamienny to ciała stałe. Opisując właściwości substancji, zawsze zwracamy uwagę na to, w jakiej postaci ona występuje – stałej, płynnej czy może gazowej. W ten sposób określamy stan skupienia substancji.

Rn2uQ74XDygOi1

Każdy stan skupienia ma swoje charakterystyczne cechy. W stanie stałym substancja zachowuje swój własny kształt. Trudno zmienić jej objętość, dlatego mówimy, że jest mało ściśliwa. W stanie ciekłym substancja przybiera kształt pojemnika, w którym się znajduje, ale nadal trudno zmienić jej objętość. W stanie gazowym substancja zawsze wypełnia cały pojemnik, w którym się znajduje, i jest ściśliwa. Oznacza to, że nie ma określonego kształtu i objętości.

Rk00twU92s2do1
Cechy stanów skupienia
Obserwacja 1

Stwierdzenie, jakie właściwości mają: ciało stałe, ciecz i gaz.

Co będzie potrzebne
  • 3 balony,

  • gruba nitka,

  • drobne kamyki,

  • woda.

Instrukcja
  1. Do pierwszego balonu wrzuć kilkanaście kamyków.

  2. Drugi balon napełnij do połowy wodą.

  3. Trzeci nadmuchaj (ale nie do pełna) i mocno zawiąż.

  4. Obracaj balony w dloniach i obserwuj, jak substancje znajdujące się w balonach wpływają na ich kształt.

Podsumowanie

Kamyki są przykładem ciała stałego i można zauważyć, że deformują one powłokę balonu, gdyż nie zmieniają kształtu. Woda to ciecz i dostosowuje swój kształt do kształtu balonu. Nie wypełnia jednak balonu w całości, lecz zalega na jego dnie. Powietrze to gaz i wypełnia balon równomiernie.

Polecenie 1

Wyjaśnij, dlaczego po nadmuchaniu balon musi zostać szczelnie zamknięty.

iLZAsxSEIV_d5e324

2. Kiedy substancja zmienia stan skupienia?

Wiemy już, że każda z substancji zbudowana jest z drobin. Znajdują się one w ciągłym ruchu. Nawet w ciałach stałych drobiny nieznacznie drgają. Stan skupienia substancji związany jest właśnie z ruchem drobin. Najszybciej drobiny poruszają się w gazach, natomiast w ciałach stałych niemal nie zmieniają położenia.

RJCAm2oLE85t11
iLZAsxSEIV_d5e360

3. Zmiany stanów skupienia

O prędkości poruszania się drobin decyduje temperatura – im wyższa, tym większa szybkość drobin i tym łatwiej mogą one oderwać się od innych. Oznacza to, że zmiana temperatury wpływa na stan skupienia substancji. Proces zmiany ciała stałego w ciecz to topnienietopnienietopnienie, a cieczy w gaz – parowanie i wrzeniewrzeniewrzenie. Proces zamiany gazu w ciecz to skraplanieskraplanieskraplanie, a cieczy w ciało stałe – krzepnięciekrzepnięciekrzepnięcie.

Temperatury topnienia i wrzenia kilku wybranych substancji: wody, aluminium, tlenu

Substancja

Temperatura topnienia

Temperatura wrzenia

Stan skupienia w temperaturze pokojowej

Aluminium

660,32°C

2519°C

ciało stałe w temperaturze pokojowej

Woda

0°C

100°C

ciecz w temperaturze pokojowej

Tlen

−218,79°C

−182,97°C

gaz w temperaturze pokojowej

R13ZEHmMUkAxf1
Ze zmianą temperatury substancji związane są zmiany stanów skupienia: topnienie, parowanie i wrzenie, skraplanie i krzepnięcie
RsaHkOCXK8a3I1

Zmiany stanu skupienia nie zachodzą dowolnie, ale w określonej temperaturze. Temperatura wrzenia jest temperaturą, w której ciecz ze stanu ciekłego przechodzi w stan gazowy gwałtownie i w całej swojej objętości. Temperatura topnienia to temperatura, w której substancja w stanie stałym przechodzi w stan ciekły – topi się.

Ważne!

Temperatury wrzenia i topnienia są charakterystycznymi właściwościami każdej substancji.

Uwaga!

Czasami możemy usłyszeć, że coś paruje. Parowanie to – podobnie jak wrzenie – proces zamiany cieczy w gaz. Jednak w odróżnieniu od wrzenia parowanie zachodzi w każdej temperaturze wyższej niż temperatura topnienia i nie powoduje zmiany stanu skupienia całej substancji, a jedynie jej powierzchni. Wrzenie zachodzi w całej objętości cieczy i jedynie w określonej temperaturze.

RvuQ5fMsUNCKm1
Ciekawostka

Istnieje powiedzenie „zniknąć jak kamfora”. Kamfora to substancja używana do produkcji leczniczych maści, a także sztucznych ogni. Z ciała stałego przechodzi od razu w gaz z pominięciem stanu ciekłego. Taki proces nazywamy sublimacją. Proces odwrotny to resublimacja, czyli przejście ze stanu gazowego w stały.

Ciekawostka

Temperatury topnienia i wrzenia mogą zmieniać się w zależności od różnych czynników. Na przykład na dużej wysokości woda wrze w temperaturze nawet 80°C.

iLZAsxSEIV_d5e415

Podsumowanie

  • Otaczające nas substancje mogą występować w trzech stanach skupienia – jako ciała stałe, ciecze i gazy.

  • Ciało stałe ma niezmienny kształt i objętość.

  • Ciecz charakteryzuje się stałą objętością, ale ma zmienny kształt.

  • Gaz nie ma określonego kształtu i łatwo zmienia objętość.

  • Stan skupienia, w jakim występuje substancja, zależy od temperatury. Zmiany stanu skupienia konkretnej substancji odbywają się w ściśle określonych temperaturach.

Praca domowa
Polecenie 2.1

Wykonaj swoje własne modele trzech stanów skupienia. W tym celu przygotuj 3 pudełka po zapałkach i wybrane ziarna, które będą naśladowały drobiny (np. ziarna grochu, szklane lub plastikowe kulki). Do jednego pudełka włóż kilka ziarenek, do drugiego więcej, ale tyle, aby mogły się jeszcze w nim poruszać, grzechotać. W trzecim pudełku bardzo ciasno upakuj ziarenka. Wskaż, które pudełko jest modelem ciała stałego, cieczy i gazu, a następnie wyjaśnij dlaczego.

iLZAsxSEIV_d5e472

Słowniczek

ciało stałe
ciało stałe

stan skupienia, w którym substancja zachowuje objętość i kształt

ciecz
ciecz

stan skupienia, w którym substancja zachowuje objętość, natomiast przybiera kształt naczynia, w którym się znajduje

gaz
gaz

stan skupienia, w którym substancja przyjmuje objętość i kształt naczynia, zajmuje całą dostępną przestrzeń

krzepnięcie
krzepnięcie

zmiana stanu skupienia z cieczy na ciało stałe

parowanie
parowanie

zmiana stanu skupienia z cieczy w gaz; zachodzi jedynie na powierzchni cieczy i w różnych temperaturach

skraplanie
skraplanie

zmiana stanu skupienia gazu w stan ciekły

stan skupienia
stan skupienia

forma, w jakiej występuje substancja

topnienie
topnienie

zmiana stanu skupienia z ciała stałego w ciecz

wrzenie
wrzenie

zmiana stanu skupienia z cieczy w gaz; zachodzi w całej objętości cieczy i w określonej temperaturze

iLZAsxSEIV_d5e637

Zadania

Ćwiczenie 1
RhjWrcVuEidLM1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
Rog45NDyjytw31
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <Anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R1FG91CzLKd3G1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
R1CMZVK4mgX8P1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <Anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
RAboLExVWe2Cp1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 6
Ru5KKnTgLtmPu1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <Anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Aplikacje dostępne w
Pobierz aplikację ZPE - Zintegrowana Platforma Edukacyjna na androida