تبلیغات
علوم تجربی راهنمایی
علوم تجربی راهنمایی
 
قالب وبلاگ

نکته های مهم فصل 3

اثر گرما بر حالت مواد


مواد در دمای معمولی به سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارند. با تغییرات دما حالت مواد تغییر میكند شما شاهد بسیاری از این تغییر حالتها در محیط ارطراف خود هستید.


ذوب:

در جسم جامدی مانند آهن مولكول ها به هم نزدیك، جنبش مولكول ها كم و جادبه بین آنها زیاد است. اگر جسم جامد گرم شود جنبش و فاصله مولكول ها افزایش و ربایش آنها كم میشود اگز جسم جامد به اندازه كافی گرم شود ربایش مولكول ها به اندازه ای كم می شود كه می توانند آزادانه حركت كنند در این صورت جامد به مایع تبدیل می شود این تغییر حالت ذوب نامیده می شود.
به بیان ساده تر:

 ذوب یعنی تبدیل جامد به مایع بر اثر گرما

و یا



از آنجا كه برای انجام این تغییر حالت
گرما جذب می شود به آن گرماگیر گفته می شود.


نقطه ذوب:

 به دمایی گفته می شود كه درآن دما جامد به مایع تبدیل می شود.
مثلاً یخ در دمای صفر درجه به مایع تبدیل می شود پس نقطه ذوب آن صفر درجه سانتی گراد است


سؤال : ذوب شدن آهن چه تفاوتی با ذوب شدن شیشه دارد؟

انجماد:

 اگر مایعی به اندازه كافی سرد شود جنبش و فاصله مولكول ها كم و ربایش مولكول ها افزایش می یابد تا جایی كه مولكول ها دیگر نمی توانند آزادانه حركت كنند در این صورت مایع به جامد تبدیل می شود به این تغییر حالت انجماد می گویند.
انجماد یعنی تبدیل مایع به جامد



از آنجا كه این تغییر حالت با از دست دادن گرما همراه است آن را گرماده می گویند.
در موادی كه نقطه ذوب معین دارند همواره


مثلاً اگر نقطه ذوب آهن 1535درجه باشد نقطه انجماد آن هم 1535درجه خواهد بود.


اثر ناخالصی بر نقطه ذوب و انجماد

حتماً دیده اید كه در زمستان بر سطح خیابان های یخ زده نمك می پاشند.
و یا مخلوطی از آب و الكل به عنوان ضد یخ در رادیاتور اتومبیل می ریزند.
علت هر دو مورد بالا این است كه:


تبخیر :

 تبدیل مایع به بخار یا گاز را تبخیر می گویند.


خشك شدن لباس، چروكیده شدن برگ درختان در گرما نمونه هایی از تبخیر هستند.


 

جوشیدن:

 هرچه مایع گرمتر شود سریعتر تبیخر می شود. اگر گرم كردن مایع ادامه یابد مایع شروع به جوشیدن می كند در هنگام جوشیدن در همه قسمت های مایع حبابهایی از بخار تشكیل می شود.


توجه داشته باشید كه:
- ناخالصی نقطه جوش را بالا میبرد. یكی از مزایای ضدیخ در رادیاتور هم همین است.
- در یك ظرف روباز دمای مایع از نقطه جوش بالاتر نمی رود بنابراین برای زودتر پخته شدن غذا شعله چراغ را زیاد نكنید.
- نقطه جوش به فشار هوا بستگی دارد(در مناطق كوهستانی نقطه جوش پایین تر است)

میعان :

 اگر بخار یا گاز به اندازه كافی سرد شود مولكول ها تا حدی به هم نزدیك می شوند كه بخار به مایع تبدیل می شود این تغییر حالت میعان نام دارد.
به بیان دیگر :میعان یعنی مایع شدن و یا تبدیل بخار یا گاز به مایع


تشكیل شبنم، مه، تشكیل ابر و بارش ، تشكیل قطرات آب برروی شیشه ای پنجره در زمستان نمونه هایی از عمل میعان هستند.
میعان هم مانند انجماد با از دست دادن گرما همراه است بنابراین گرماده محسوب می شود.

بدنیست بدانید كه:
اگر بخار آب موجود در هوا از حد معمول بیشتر باشد چنین هوایی را شرجی یا سیرشده یا اشباع می نامند.
هوای شرجی گرمتر از حد معمول بنظر می رسد زیرا عرقی كه بر سطح بدن تشكیل می شود بسرعت تبخیر نمی شود تا بدن خنك شود. سواحل شمالی و جنوبی ایران چنین هوایی دارند.

تصعید:

به تبدیل مستقیم جامد به گاز تصعید می گویند.


بلورهای ید، كافور و قرص های نفتالین اگر در ظروف روباز قرار گیرند بدون آنكه مایع شوند مستقیما به گاز تبدیل می شوند(ناپدید می شوند) این تغییر حالت ها نمونه هایی از عمل تصعید هستند.
یخ خشك یا كربن دی اكسید جامد هم كه از سرد و متراكم كردن گاز كربن دی اكسید حاصل می شود به سرعت به گاز تبدیل می شود(تصعید) از این ماده برای سرد كردن مواد و در صحنه های تئاتر برای تشكیل محیط مه آلود استفاده می شود.

چگالش:

عكس عمل تصعید است یعنی تبیدل گاز به جامد
تشكیل برفك یخچال و تشكیل برف در آسمان نمونه هایی از عمل چگالش هستند.
برفك یخچال هنگامی تشكیل می شود كه بخار آب حاصل از مواد غذایی و میوه ها و سبزیجات درون یخچال به اطراف جایخی كه دمای آن كمتر از نقطه انجماد آب است برخورد كنند.

تغییر حالتها را بطور خلاصه در نمودار زیر ببینید.

نکته های مهم فصل 4

دسته بندی مواد


تمام مواد موجود در طبیعت را به دو گروه بزرگ ماده مخلوط و ماده خالص طبقه بندی می كنند.
ادامه این دسته بندی را در نمودار زیر مشاهده كنید.


الف: ماده مخلوط

ماده ای است كه از در هم آمیختن دو یا چند ماده حاصل می شود به شرطی كه هر ماده ویژگی های خود را حفظ كند.
آب نمك، خاك باغچه ، سالاد، شربت خاك شیر، هوا ، شیشه، انواع آلیاژها و ... نمونه هایی از مخلوط هستند.




در محلول های جامد در مایع همیشه جزئ مایع  حلال و جزء دیگر حل شونده است
در محلول های مایع در مایع جزئی كه مقدارش بیشتر است حلال و جزء دیگر حل شونده است



سالاد، آجیل، شربت خاكشیر، آب گل آلود و ... همگی مخلوط ناهمگن هستند.



 


ب) ماده خالص:

ماده ای است كه تنها از یك جزء ساخته شده اند به عبارت دیگر ماده خالص ماده ای است كه تنها از یك نوع عنصر و یا یك نوع ماده مركب تشكیل شده است.
اكسیژن، گوگرد ، ئیدروژن و فسفر عنصر خالصند یعنی از مولكولهایی با اتمهای یكسان تشكیل شده اند و آب مقطر، كربن دی اكسید، الكل و نمك طعام مواد مركب خالصند.


عنصر یا ماده ساده:

ماده ای است كه از اتم های یكسان ساخته شده است.


فلز:

عناصری مانند آهن، مس، طلا، نقره، آلومینیوم و جیوه را فلز می گویند تقریبا همه این عناصر دارای ویژگی های زیر هستند.



نافلزها:

عناصری مانند كربن، گوگرد، فسفر، ید ، برم و ... را نافلز می گویند نافلزها دارای ویژگی های زیر هستند.



تركیب:

ماده ای است كه ذرات سازنده آن از دو یا چند نوع اتم متفاوت تشكیل شده است.
مولكول یك ماه مركب ممكن است از دو ، سه و ... و یا تعداد بسیاری زیادی اتم تشیكل شده باشد.


ناخالصی:

 ماده خالص در طبیعت كمیاب است و به همراه هر ماده مقداری مواد دیگر وجود دارد به این مواد همراه ناخالصی گفته می شود.
در بیشتر مواقع سعی می شود درجه خلوص مواد را بالا ببرند اما گاهی ناخالصی های همراه مواد سبب بهبود ویژگی ها و افزایش استحكام مواد می شود: مثلا با افزودن ناخالصی به فلزات آلیاژ یا همجوشه ساخته می شود كه از نظر استحكام و دوام مطلوب تر است.
در جدول زیر با برخی از آلیاژها و كاربردآنها آشنا می شوید.

نوع آلیاژ

 فلزات تشكیل دهنده

برخی كاربردها
برنج مس+ روی چرخ دنده- ابزارهای علمی
برنز مس+ قلع  ابزار علمی
مفرغ قلع+ سرب+ مس+ آشیموان  لوازم آشپزخانه
آمالگان جیوه + مس  پركردن دندان
فولاد آهن+ كروم+ كربن  تیرآهن- ماشین- ابزار
نقره استرلنیگ نقره+ مس  قاشق و چنگال


انحلال پذیری :

اگر حل كردن شكر در آب را ادامه دهیم به جایی می رسیم كه دیگر شكر در آب حل نمی شود به چنین محلولی سیرشده می گوییم.


اگر حلال را گرم كنیم مقدار بیشتری از حل شونده را در خود حل خواهد كرد به این محلول فوق اشباع یا فراسیر شده می گویند بنابراین افزایش دما سبب افزایش انحلال پذیری می شود.
اگر چنین محلول هایی سرد شوند مقداری از ماده حل شده بصورت بلور از محلول جدا می شود یعنی قابلیت حل شدن با كاهش دما كم می شود.
بطور كلی انحلال پذیری یعنی بیشترین مقدار ماده ای كه در یك دمای معینی می توانند در 100 گرم آب حل شود.
انحلال پذیری گازها: گازها هم مانند جامدات و مایعات در آب حل می شوند، ماهیها از اكسیژن محلول در آب استفاده می كنند. كربن دی اكسیدكربن محلول در نوشابه از ایجاد تغییرات شیمیایی نامطلوب در نوشابه جلوگیری می كند.
البته بر خلاف آنچه در بالا گفته شد انحلال پذیری گازها با افزایش دما كاهش می یابند نمودار مقابل این مطلب را نشان می دهد.
همانطوركه از نمودار بر می آید هر چه آب گرمتر شود از مقدار اكسیژن محلول در آن كاسته می شود.


جداسازی اجزاء یك مخلوط:
در بیشتر مواقع لازم است كه اجزاء یك مخلوط را از هم جدا كنیم. برای تهیه آب شیرین نمك و سایر املاح را از آب جدا می كنند . فراورده های نفتی هم بصورت مخلوط با یكدیگر تحت عنوان نفت خام یافت می شوند.
زمانی می توان اجزاء یك مخلوط را از هم جدا كرد كه اجزاء حداقل در یك ویژگی با هم اختلاف داشته باشند.


الف) صاف كردن:

از این روش هنگامی استفاده می شود كه اجزاء مخلوط از نظر اندازه ذرات با هم تفاوت داشته باشند. الك كردن آرد، جداكردن شن و ماسه از یكدیگر، جداكردن تفاله از چای نمونه هایی از صاف كردن هستند.


ب) سرریز كردن:

هنگامی از این روش استفاده می شود كه یك جزء از جزء دیگر سبك تر باشد. اگر مخلوط آب روغن بی حركت بماند چون روغن از آب سبك تر است بر روی آب قرار می گرید و می توان با سر ریز كردن و یا با استفاده از وسیله مقابل كه قیف جدا كننده یا قیف دكانتور نامیده می شود آنها را از هم جدا كرد.


ج) تبلور:

از روش تبلور برای جدا كردن جزء جامد از مایع استفاده می شود . اگر مخلوط جامد در مایعی مانند آب نمك را سرد كنیم از آنجا كه انحلال پذیری با كاهش دما كم می شود مقداری از حل شونده بصورت بلور در ته ظرف ته نشین می شود


د) تقطیر ساده:

از تقطیر ساده برای جداكردن دو جزء مایع مخلوط كه نقطه جوش متفاوت دارند استفاده می شود مثل الكل از آب

ه) تقطیر جزء به جزء:

از این روش برای جدا كردن اجزاء مخلوط چند مایع كه نقطه جوش متفاوت دارند استفاده می شود اجزاء نفت خام را به همین روش از هم جدا می كنند. به این ترتیب كه نفت خام را تا 400 درجه سانتیگراد حرارت می دهند تا بسیاری از اجزاء آن بجوش آیند و بصورت بخار در آیند. نفت خام حرارت داده شده را به قسمت پایین دستگاهی به نام برج تقطیر می فرستند بخارات حاصل هنگام صعود از دستگاه به سینی های نصب شده برخورد كرده و بر اساس تفاوت نقطه جوش به مایع تبدیل و از هم جدا می شوند.

 


[ یکشنبه 20 فروردین 1391 ] [ 02:15 ب.ظ ] [ رضا سلطانی ورنکش ] [ نظرات ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ

دبیر علوم تجربی مدرسه راهنمایی شهید مومنی ناحیه 4کرج.
این وبلاگ مربوط به دانش آموزان دوره ی راهنمایی می باشد.
آخرین مطالب
لیست آخرین مطالب
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب
 ابزارهای زیبا سازی برای سایت و وبلاگ