Naravoslovje 7 - priročnik za učitelja

Povezava osnovnih gradnikov v trdninahPovprečna kinetična energija gradnikov je majhna, tako da ostajajo vezani na svojo ravnovesno lego, okoli katerelahko le malo nihajo. Povprečna oddaljenost med osnovnimi gradniki je le nekoliko manjša kot v kapljevini. Privlačnesile med njimi so zelo velike. Trdnine ohranjajo svojo obliko, dokler nanje ne deluje zunanja sila. Ko ta prenehadelovati, se vrnejo v prvotno obliko, če le sile niso bile prevelike. Trdnine so sestavljene iz kristalov, ki imajo značilnourejenost gradnikov (ioni, atomi ali molekule). To je urejenost dolgega dosega. Kristali so pogosto tako majhni,da jih vidimo le z mikroskopom.Lastnosti trdnin:• imajo svojo obliko,• so nestisljive.Sprememba agregatnega stanjaPri spremembi agregatnega stanja snov preide iz enega agregatnega stanja v drugo, pri čemer se tlak in temperaturane spreminjata. Prehod poteka pri posebni temperaturi, ki je odvisna od tlaka in je značilna za snov. Navadnojo navajamo pri normalnem zračnem tlaku (101,3 kPa).Taljenje in zamrzovanje (strjevanje)Da trdna snov preide v kapljevinasto, jo moramo segreti, kar pomeni, da ji moramo dovesti toploto. To spremembostanja snovi imenujemo taljenje. Taljenje snovi poteka pri temperaturi, ki jo imenujemo tališče. Različne snoviimajo različna tališča.Toplota, ki jo pri taljenju prejme trdna snov, povzroči, da se gradniki snovi gibljejo živahneje, zato so v povprečju boljnarazen. Gradniki med seboj niso več povezani tako močno kot v trdnini (na primer v kristalih), privlačne sile medsosednjimi gradniki pa so še dovolj močne in imajo dovolj velik doseg, da dopuščajo gradnikom le tolikšno stopnjoprostosti, kot je značilna za kapljevine. Zaradi tega se gradniki kapljevine združujejo v kapljice in tvorijo gladino.Zamrzovanje ali strjevanje imenujemo prehod kapljevine v trdnino pri temperaturi tališča. Pri tem procesu kapljevinaodda toploto, torej se ohladi.Tališče trdnine se pri povečanem tlaku dvigne. Izjema so snovi, ki imajo v trdnem stanju večjo prostornino kot vkapljevinskem: njihovo tališče se z višanjem tlaka znižuje. Taka snov je voda. Voda ima v trdnem stanju (led) za 9 %manjšo gostoto kot v kapljevinskem. Temperatura vrelišča, ki je pri večini snovi sorazmerno z molsko maso, je privodi veliko višja. V temperaturnem območju od 0 do 4 0 C se prostornina vode pri segrevanju zmanjša, nad4 0 C pa se povečuje. Zato je voda najgostejša pri 4 0 C. Lastnosti vode so nenavadne – anomalne. Pojav imenujemoanomalija vode in je zelo pomemben za življenje na Zemlji. Stoječa voda zmrzuje na površini, in ne pri dnu, kot jeznačilno za snovi, ki nimajo anomalnih lastnosti. Večina stoječih voda ne zamrzne do dna, zato na dnu lahko prezimijoživa bitja. Visoko vrelišče glede na razmeroma majhno molsko maso omogoča, da ostanejo velike količine vodepri temperaturah, ki so običajne na Zemlji, v kapljevinskem stanju. Zato so na površju (ali pod njim) in jih lahko živabitja izkoriščajo.Tališče vode se pri povišanem tlaku zniža. Tudi to je anomalna lastnost vode. Če pritisnemo na led, kateregatemperatura je malo pod 0 ºC, se tališče zniža in led se na tistem mestu začne taliti. Pojav lahko opazujemo prirezanju ledu, pri drsanju ipd.Izparevanje, izhlapevanje in utekočinjanje (kondenzacija)Kapljevina lahko preide v plinasto stanje, če molekule prejmejo dovolj toplote. Kadar se jim notranja energija takopoveča, da premagajo medsebojne privlačne sile, kapljevina preide v plin. Temperaturo, pri kateri snov izpareva,imenujemo temperatura vrelišča (vrelišče). Prehod kapljevine v plin pri tej temperaturi imenujemo izparevanje.Prehod kapljevine v plin pa je možen tudi pri nižjih temperaturah. Nekateri gradniki na površini kapljevine imajodovolj energije, da premagajo privlačne sile, ki jih vežejo na sosednje gradnike, zapustijo kapljevino in preidejo vplinasto stanje. Takšen prehod imenujemo izhlapevanje. Izhlapevanje je izrazitejše pri višjih temperaturah. Toplota,ki je potrebna za spremembo stanja, prihaja iz kapljevine in iz okolice. Zato se kapljevina in okolica hladita.Tako lahko razložimo, zakaj se telo pri potenju hladi. Ko pot izhlapeva, se telo (okolica kapljevine) ohlaja.Glede na izparevanje in izhlapevanje ločimo med paro in hlapi. Kadar je plin v okoliščinah, ki se ne razlikujejoznatno od okoliščin izparevanja, ga navadno imenujemo para. Plin pri pogojih, ko poteka izhlapevanje, imenujemohlapi. Tako poimenovanje je zelo nazorno in pomaga pri razumevanju pojavov, posebno tistih, ki potekajo v naravi.Utekočinjanje ali kondenzacija je prehod iz plinastega stanja v kapljevinsko. Pri kondenzaciji plin toploto odda.50