LAURA MARTINA, STEFANIA PEZZONI, GRETA VALOTI (4^D) I CAMBIAMENTI DI STATO LAURA MARTINA, STEFANIA PEZZONI, GRETA VALOTI (4^D)

Argomenti della discussione Gli stati di aggregazione della materia (solido, liquido, gassoso) I cambiamenti di stato (fusione, solidificazione, vaporizzazione, condensazione) Il calore latente L’influenza della pressione

GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA In condizioni normali ogni sostanza si presenta in uno stato di aggregazione ben preciso: SOLIDO LIQUIDO GASSOSO

GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA In condizioni normali ogni sostanza si presenta in uno stato di aggregazione ben preciso: SOLIDO LIQUIDO GASSOSO

GLI STATI DI AGGREGAZIONE SOLIDO GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA Si definisce solido una sostanza avente volume e forma propria, che non si può modificare se non rompendola. Tutto ciò perché le molecole al suo interno hanno un movimento limitatissimo e sono strettamente legate da una elevata forza di coesione.

ESEMPIO: acqua in un bicchiere a contatto con l’aria. FORZA DI COESIONE La forza di coesione è la forza che mantiene unite le molecole identiche di una sostanza e che spinge verso l’interno, a differenza della forza di adesione che mantiene unite molecole fra loro diverse e spinge verso l’esterno. ESEMPIO: acqua in un bicchiere a contatto con l’aria. Le molecole di un liquido in vicinanza della parete sentono la forza di coesione di un fluido Fc diretta verso l’interno di un fluido, la forza di adesione liquido-gas Fa,a diretta verso l’interno del gas, la forza di adesione liquido-solido Fa,s diretta verso l’interno del solido. ARIA SOLIDO Fa,a F a,s FC FLUIDO

GLI STATI DI AGGREGAZIONE LIQUIDO GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA Si definisce liquido una sostanza avente volume proprio ma che assume la forma dei vari recipienti in cui è contenuto. Tutto ciò perché le molecole al suo interno hanno maggiore possibilità di movimento essendo legate da deboli forze di coesione.

GAS Si definisce gas una sostanza che non ha né forma né volume propri e risulta quindi comprimibile ed elastica. Questo perché le molecole sono legate da una debolissima (quasi nulla) forza di coesione e possono muoversi liberamente, velocemente e in modo disordinato.

I CAMBIAMENTI DI STATO La stessa sostanza sottoposta a raffreddamento e riscaldamento può passare da uno stato all’altro, può subire cioè CAMBIAMENTI DI STATO. FUSIONE SOLIDIFICAZIONE VAPORIZZAZIONE CONDENSAZIONE

FUSIONE ESEMPIO: Un pezzo di ghiaccio in un bicchiere dopo un po’ di tempo diventa acqua: il ghiaccio da solido è diventato liquido.

FUSIONE CARATTERISTICHE: La fusione è il passaggio dallo stato solido a quello liquido. Avviene mediante acquisto di calore da parte della sostanza. Durante il passaggio di stato la temperatura si mantiene costante. Tutta l’energia acquistata viene spesa per allontanare gli atomi e le molecole tra loro. Origina un aumento della mobilità molecolare.

FILMATO SULLA FUSIONE http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/enm1s3_4.swf

La quantità di energia necessaria per fondere una massa m di sostanza, che si trova già alla temperatura di fusione Tf, è direttamente proporzionale alla massa stessa e si calcola con la formula: Dove ∆E corrisponde alla quantità di energia, m alla massa della sostanza, λf alla costante propria di ogni sostanza chiamata calore latente di fusione . ∆E=m·λf

CALORE LATENTE DI FUSIONE Il calore latente di fusione (o di solidificazione) è la quantità di energia necessaria a fondere (solidificare) completamente una massa unitaria di sostanza quando essa si trova alla temperatura di fusione (solidificazione).

SOLIDIFICAZIONE ESEMPIO: Un po’ di acqua messa nel freezer dopo qualche tempo diventa ghiaccio: l’acqua da liquida è diventata solida.

SOLIDIFICAZIONE CARATTERISTICHE: La solidificazione è il passaggio inverso della fusione, ovvero da liquido a solido. Avviene per emissione di calore da parte della sostanza che si solidifica. Durante il passaggio di stato la temperatura, come nella fusione, si mantiene costante. Mano a mano che diminuisce la temperatura, i moti molecolari diventano sempre più limitati. Aumento volume.

VAPORIZZAZIONE CARATTERISTICHE: La vaporizzazione è il passaggio dallo stato liquido a quello gassoso. Avviene mediante assorbimento di calore da parte della sostanza che vaporizza. Possiamo distinguere due fenomeni: Evaporazione Ebollizione

EVAPORAZIONE ESEMPIO: panni che si asciugano. Interessa solo gli stati superficiali del liquido. Avviene a qualsiasi temperatura. ESEMPIO: panni che si asciugano.

EBOLLIZIONE ESEMPIO: acqua che bolle. Interessa la massa del liquido. Mantiene la temperatura costante. Avviene in maniera tumultuosa. Le molecole separate si disperdono nell’aria sottoforma di vapore acqueo. ESEMPIO: acqua che bolle.

La quantità di energia ∆E necessaria per far evaporare una massa m di sostanza, che si trova già alla temperatura di vaporizzazione Tv, si calcola con la formula: Dove λV è la costante propria di ogni sostanza chiamata calore latente di vaporizzazione . ∆E=m· λV

CALORE LATENTE DI VAPORIZZAZIONE Il calore latente di vaporizzazione (condensazione) è la quantità di energia necessaria a vaporizzare (condensare) completamente una massa unitaria di sostanza quando essa si trova alla temperatura di vaporizzazione (condensazione), senza variazione di temperatura. Per l’acqua: se T < 100°C si parla di evaporazione, se T = 100°C si parla di ebollizione.

DIAGRAMMA DEL CALORE NECESSARIO AI VARI PASSAGGI DI STATO DI UNA SOSTANZA.

CONDENSAZIONE La condensazione è il passaggio inverso della vaporizzazione, ovvero dallo stato gassoso a quello liquido. Avviene mediante emissione di calore.

ANIMAZIONE SUI CAMBIAMENTI DI STATO http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/031_ChangesState.MOV

INFLUENZA DELLA PRESSIONE Per le sostanze che solidificano, per esempio, aumentando di volume, come l’acqua, un aumento della pressione esterna produce un abbassamento del punto di fusione, cioè fondono a temperature più basse di quelle normali. Inoltre dato che l’ebollizione avviene quando la tensione massima di vapore è uguale alla pressione che dall’esterno è esercitata sul liquido, una diminuzione di pressione provoca una diminuzione della tensione del vapore e quindi un abbassamento del punto di ebollizione.

THE END