压力变化的影响
当我们环顾四周时,我们会注意到各种形状、大小和纹理的物体。一切都是由一种叫做物质的材料组成的。从空气,我们呼吸到我们吃的食物,甚至一滴水都是重要的。当我们环顾四周时,我们可以看到上述所有项目都占用空间并具有质量。换句话说,它们既有质量又有体积。物质的固相、液相和气相是物质的三种基本类型。要了解压力对物质三种状态的影响,我们必须首先了解它们的基本性质。
什么是固态?
固态是物质的状态之一。物质有三种状态:固态、液态和气态。然而,随着年级的进行,概念变得更加先进,需要学习的东西也更多。固体具有将它们与液体和气体区分开来的特性。它们可以承受施加在其表面上的任何力。另一方面,化合物的固态主要取决于原子的性质,例如它们的组织和它们之间存在的力。
固体的理化性质
- 固体是不可压缩的,这意味着组成颗粒紧密地组合在一起,并且它们之间的空间非常小。
- 固体是刚性的,因为组成颗粒之间没有足够的空间,导致它变硬或固定。
- 由于它们固定的质量、体积和形状,固体具有组成颗粒的紧凑排列。
- 分子的分子间距离很短。因此,构成粒子(原子、分子或离子)之间的力非常强。
- 只有组成组件的粒子才能在其平均位置附近波动。
液体状态
A liquid is a nearly incompressible fluid that adapts to the shape of its container while retaining a (nearly) constant volume at any pressure.
如果温度和压力恒定,则体积是固定的。当固体被加热超过其熔点并且压力超过物质的三相点时,它就会变成液体。尽管存在分子间(或原子间或离子间)相互作用,但分子具有足够的能量来移动,并且结构是可移动的。这意味着液体的形状取决于其容器,而不是液体本身。水是最著名的例外,因为它的体积通常大于类似固体的体积。液体的临界温度是它可以生存的最高温度。固相和气相之间的转变是物质的液态。水以三种状态存在:冰(固体)、液体(水)和气体(蒸汽)。
气态
气体是指可以压缩的物质。气体不仅会符合其所在容器的形状,而且还会膨胀以填充它。分子间力的影响不大(或在理想气体中完全没有影响),因为气体中的分子具有充足的动能,并且相邻分子之间的平均距离远大于分子尺寸。气体没有确定的形状或长度,但它充满了容器的整个体积。液体可以通过在恒定压力下加热到沸点或在恒定温度下降低压力而变成气体。
A vapour is a gas that can be liquefied solely by compression at temperatures below its critical temperature without cooling. When a liquid (or solid) and a vapour are in equilibrium, the gas pressure equals the liquid’s vapour pressure (or solid).
压力对物质状态的影响
由于固体和液体是物质的不可压缩状态,因此压力对它们没有影响。然而,当对固体施加压力时,它会破裂。另一方面,在低温下施加压力可能会导致气体液化。例如,您可能在派对或舞台音乐会期间目睹了烟雾在舞台周围蔓延。干冰就是它的全部(固体二氧化碳)。固体二氧化碳保持在高压下,当压力降至 1 个大气压时会瞬间液化。
构成物质的粒子之间的空间决定了它的物质状态。结果,当对气体施加压力时,它会压缩成液体,当对液体施加压力时,它会固化。压力对固体的影响可以忽略不计。当对物质施加压力时,物质的状态从以下变化:
气体→液体→固体
压力变化的其他影响
物质的物理状态也可以通过改变施加在其上的压力来改变。通过施加压力和降低温度,气体可以被液化。当对气体施加高压时,气体会被压缩,当温度降低时,它会转化为液体。因此,我们可以说气体可以被压缩和冷却成液体。
压力变化的例子
在常温常压情况下,二氧化碳是一种气体。通过在室温下施加压力,它可以被液化。在高压下,储存了固体二氧化碳(CO 2 )。当压力降至 1 个大气压时,固态 CO 2绕过液态直接转变成气态。这就是为什么固体二氧化碳也被称为干冰的原因。
示例问题
问题一:固体的物理化学性质是什么?
回答:
- Solids are incompressible, which means that the constituent particles are grouped close together and that there is very little space between them.
- Solids are rigid as there isn’t enough space between the constituent particles, causing it to be hard or fixed.
- Because of their fixed mass, volume, and shape, solids have a compact arrangement of constituent particles.
- Molecules have a short intermolecular distance. As a result of this, the force between the constituent particles (atoms, molecules, or ions) is extraordinarily strong.
- Only the particles that make up the components can fluctuate around their mean location.
问题2:物理学中的展开是什么?
回答:
Physics is a branch of natural science that studies the nature and properties of matter and energy. Physicists might use either a theoretical or an experimental approach to address their questions.
Expansion occurs when the volume of a solid substance grows without the mass rising. The density of the substance of the drug is reduced as a result. Expansion occurs when the kinetic energy of the solid particles increases as a result of heating.
问题3:为什么萘球会随着时间消失而没有留下任何固体?
回答:
Naphthalene undergoes sublimation easily i.e., the change of state of naphthalene from solid to gas without the intervention of the liquid state. Thus, naphthalene balls keep on forming naphthalene vapours which disappear into the air with time without leaving any solid.
问题 4:如果出现以下情况,会对气体分子产生什么影响:
(a) 压力增加,并且
(b) 压力降低?
回答:
(a) If pressure is increased, it will produce fewer gas molecules.
(b) If pressure is decreased, it will produce more gas molecules.
问题5:氨为什么要储存在储罐中?
回答:
The ammonia in storage tank accomplishes two goals. First, it stores ammonia at high pressure to prevent the reverse reaction, which would result in less ammonia and more nitrogen and hydrogen. Second, it conveys a significant message. Methamphetamine, a hazardous substance of abuse, is made from ammonia. Locks and other safety features put inside the tanks assist prevent ammonia theft for use in illegal activities.