10/20/2013

1

AGREGATNA STANJA MATERIJE I MEUMOLEKULSKE SILE

FIZIKA HEMIJA 2013/2014

Agregatna stanja ovekovo okruenje predstavlja razliite

oblike materije koja se veito kree i menja. Na Zemlji se materija predstavlja u tri agregatna stanja, dok u vasioni materija je najee u obliku plazme.

Postoje etiri agregatna stanja i to:GasovitoTenovrstoPlazma"peto novootkriveno stanje materije

Agregatna stanja "peto novootkriveno stanje materije, koje se zvanino

naziva Boze-Ajntajnovim kondenzatom, ne postoji u svemiru.

U laboratorijama na temperaturama 15 miliona putamanjim od apsolutne nule (-273C) -najnie temperature u svemiru.

Postojanje ovog oblika materije predvideli su uvenifiziari Boze i Ajntajn jo dvadesetih godina prologveka, ali je tek 70 godina kasnije, 1995. godine, eksperimentalno dokazana mogunost njegovog postojanja.

Za ovaj eksperiment fiziari Kornel,

Viman i Keterle su 2001. godine

dobili Nobelovu nagradu.

Agregatna stanja

Veina supstanci se moe javljati u vie agregatnih stanja. Da li e neka supstanca u datim uslovima biti vrsta, tena ili gasovita zavisi od dva osnovna inioca:

-kinetike energije molekula i

-meumolekulskih sila.

Agregatna stanja gasno - neznatan intezitet privlanih sila izmeu estica u

datoj zapremini pa se estice slobodno i haotino kreu kroz masu gasa.

teno - meuestine privlane sile su znatno izraenije nego kod gasova. Meutim, one ne spreavaju da se esticeneprekidno kreu kroz masu tenosti, ali uslovljavaju da se one nalaze u kontaktnom okruenju jedne u odnosu na druge. Zbog toga tenosti imaju konstantu zapreminu V, ali ne i oblik.

vrsto - meuestine privlane sile su toliko jake da prouzrokuju praktino stalnost kontaktnog okruenja estica. Preovlaujue kretanje estica je oscilovanje unutar datogprostora ogranienog drugim, njima okruujuim, esticama. Zbog toga supstancije u vrstom stanju imaju stalnost oblika i zapremine.

plazma posebno stanje supstancije kada postoje kaoentiteti samo pozitivna atomska jezgra i elektroni.

Agregatna stanja

10/20/2013

2

Agregatna stanja

GASOVITO AGREGATNO STANJE

Idealno gasno stanje je takvo stanje gasa kod

koga se molekuli kreu praktino nezavisno jedan od drugog, bez bitnog uzajamnog dejstva i potpuno neureeno.

Privlane meumolekulske sile se zanemaruju, a ukupna zapremina molekula takoe je zanemarljivo mala u poreenju sa zapreminom suda u kome se gas nalazi.

strogo govorei, ovakvo stanje gasa ne postoji, ali mu se gasovi pribliavaju pri niskim pritiscima i visokim temperaturama

Idealno gasno stanje

Idealan gas je zamiljeni gas, u kome je zapremina estica gasa beskonano mala u odnosu na ukupnu zapreminu gasa (masa estica je skoncentrisana u jednoj taki) i meuestine privlane sile su zanemarljive.

Zakoni idealnog gasnog stanja:

Bojl Mariotov (R. Boyle i E. Mariotte) zakonGej - Lisakov (J. Gay - Lussac) zakonarlov (J. Charles) zakonAvogardov (A. Avogardo) zakon

Osnovni gasni zakoni

Promene kod idealnog gasnog stanja prikazuju se osnovnim gasnim zakonima, koji su izvedeni empirijskim putem. Za ove procese je karakteristino da je jedna veliina stalna konstantna, a druge dve se menjaju u zavisnosti jedna od druge.

Bojl-Mariotov zakon

vai za procese pri stalnoj temperaturi, to znai da su P i V veliine koje se menjaju zavisno jedna od druge.

ako gasu smanjimo zapreminu, poveae se njegova koncentracija, a u vezi s tim poveae se i broj udara estica u zidove suda, iz ega proizilazi vei pritisak.

Obrnuto, pri poveanju zapremine gas se razreuje (koncentracija se smanjuje), pa e i broj udara estica u zidove biti manji. To ima za posledicu smanjenje pritiska.

Pritisak se smanjuje onoliko puta koliko puta se povea zapremina.

10/20/2013

3

Bojl-Mariotov zakonBojlMariotov zakon:

Za gas kome se ne menja koliina n, na nekoj odreenoj temperaturi ti, proizvod zapremine Vi i pritiska Pi jekonstantan.

Funkcija pritiska P idealnog gasa od zapremine V na

konstantnoj temperaturi t se naziva izoterma

Robert Boyle

Edme Mariotte

., ...2211 constntzaVpVpVp iii

Gej Lisakov zakonGej-Lisakov zakon:

Ako se temperatura povisi za jedan stepen Celzijusa, zapremina odreene mase gasa, pri stalnom pritisku, poveava se za jedan 273-i deo zapremine koju gas zauzima na 0C.

V0 - zapremina gasa na temperaturi t= 0C

- Joseph-Louis Gay-Lussac - koeficijenat irenja gasa

Funkcija zapremine V idealnog gasa od temperature t, pri

konstantnom pritisku P se naziva izobara.

Joseph-Louis

Gay-Lussac

const.n P, za )1(0 tVV

arlov zakonarlov zakon:

Kada se temperatura povisi za jedan stepen Celzijusa, pritisak odreene mase gasa, pri stalnoj zapremini, poveava se za jedan 273-i deo pritiska koji gas vri na 0C.

Funkcija pritiska P idealnog gasa od temperature t, pri

konstantnoj zapremini V, se naziva izohora.

Jacques Charles

const.nV, za )1(0 tpp pP0 - pritisak gasa na temperaturi t = 0C

P - koeficijenat irenja gasa

Avogadrov zakon

Avogadrov zakon: Jednake zapremine svih gasova na istoj

temperaturi i pritisku imaju jednak broj molekula.Amedeo Avogadro

Kelvinova temperaturska skala Grafikim prikazivanjem pritisaka ili zapremine gasa u f-ji temperature

(kad je trea veliina stanja konstantna) dobija se prava, to znai da je zavisnost izmeu tih veliina linearna.

Iz dijagrama se vidi da bi ta prava sekla temperatursku osu na -273C, to znai da bi na toj temperaturi zapremina, odnosno pritisak gasa bili jednaki nuli. Ta temperatura naziva se apsolutna nula. Pomenuti zakljuak nema realnog znaaja za gasno stanje, jer se na niskim temperaturama gasovi kondenzuju, pa ta stanja nije mogue prikazati zakonima koji vae za idealno gasno stanje.

Klapejronova jednaina

Kod svih procesa o kojima smo do sada govorili, jedna od veliina koje odreuju stanje gasa je konstantna.

U sluaju kada se sve tri veliine stanja menjaju vai jednaina idealnog gasnog stanja, ili Klapejronova jednaina, koja glasi:

10/20/2013

4

Za dva razliita stanja gasa moe se pisati:

to takoe predstavlja oblik jednaine idealnog gasnog stanja

2

22

1

11

2

22

1

11

222111

T

Vp

T

Vp

nRT

VpnR

T

Vp

nRTVpnRTVp

Daltonov zakon U prirodi, tehnici i laboratoriji esto se sreemo

sa gasnim smeama. Svaki gas u smei zauzima celokupnu zapreminu suda i ispoljava nezavisno ponaanje na koje ne utie prisustvo ostalih komponenata smee.

Za gasne smee vai Daltonov zakon parcijalnih pritisaka: Ukupni pritisak gasne smee jednak je zbiru parcijalnih pritisaka gasova koji sainjavaju tu smeu

Pod parcijalnim pritiskom nekog gasa u smei podrazumeva se pritisak koji bi taj gas vrio kada bi sam zauzimao zapreminu smee na istoj temperaturi.

n

i

in pppppP1

321 ...

KINETIKA TEORIJA GASOVA Dul, Klauzijus, Maksvel i Bolcman u periodu od1848 do 1898. razvili su kinetiku teoriju gasova. Kinetika teorija gasova polazei od jednostavnog modelakvantitativno opisuje ponaanje i osobine gasova povezujuimakroskopske osobine gasova (npr. pritisak i temperaturu) sa njihovim mikroskopskim osobinama (npr. masa, prenik i brzina). Ona omoguava izvoenje jednaine stanja, raspodelu brzinamolekula, vrednosti toplotnih kapaciteta gasova bez uzimanja u obzir kvantnih efekata, a izmeu ostalog omoguava nam dashvatimo i termodinamike osobine na molekularnom nivou. Preko efikasnih preseka sudara omoguava nam da izraunamobroj sudara i brzine prenoenja mase, energije i momenta koliinekretanja za idealno gasno stanje.

Kinetika teorija gasovaKinetika teorija gasova je zasnovana na 5 kljunih pretpostavki i opisuje osobine jednog idealnog gasa.1. Gasovi se sastoje iz vrlo malih estica, sa

enormno velikim prostorom izmeu njih.2. estice gasa se kreu velikom brzinom, u

ravnim linijama.3. Sudari estica gasa jednih sa drugima i sa

zidovima posude su savreno elastini.4. Ne postoji niti privlaenje, niti odbijanje

izmeu estica gasa.5. Kinetika energija estica gasa poveava se

sa temperaturom.

Kinetika teorija gasova Pretpostavimo da se u sudu oblika kocke ija je zapremina

1cm3 nalazi N molekula gasa. Zbog velikog broja molekula i njihovog haotinog kretanja, moe se pretpostaviti da na 1 cm2 povrine suda udara N/6 molekula, ako se kreu brzinom 1 cm/s. Ako se posmatra neka srednja brzina vs, onda je broj udara na 1cm2 povrine suda N/6 vs

10/20/2013

5

osnovna jednaina kinetike teorije

2

2

2

3

1

3

1

3

1

26

2)(

sA

sA

A

s

ss

sss

mvNpV

mvV

Np

V

NN

Nmvp

mvNv

p

mvmvmv

Kinetika energija idealnog gasa ne zavisi od njegove prirode ili pritiska, ve iskljuivo od apsolutne temperature

RTE

mvNE

mvNRT

mvV

NRT

RTpV

K

sAK

sA

sA

2

3

2

23

1

2

1

3

1

2

2

2

Maksvel-Bolcmanove krive raspodele brzina

-uoava se da je verovatnoa nalaenja molekula sa mnogo veom ilipak mnogo manjom brzinom minimalna to jest praktino jednaka nuli. Na nioj temperaturi T1 kriva je otrija i manji je brojmolekula koji se kreu razliitim brzinama od srednjih nego navioj temperaturi T2. Na viim temperaturamaznatan broj molekula e imativie energije nego na niim.Sa poveanjem T, postoji veibroj molekula sa veim sadr-ajem energije, pa su usled toga oni ukupno i reaktivniji.

Maksvelova raspodela brzina kretanjamolekula gasa na temperaturi T1 i T2.

Realno gasno stanje

Realno gasno stanje Realno gasno stanje je svako

stanje u kome se gasovitamaterija ne pokorava zakonima ijednaini idealnog gasnog stanja.

U realnim gasovima, za razliku od idealnog, postoji meusobno delovanje estica ija se zapreminane moe da zanemari kao to je to uinjeno u sluaju idealnog gasa.

Na visokim temperaturama i niskimpritiscima, estice gasa su dovoljnoudaljene jedna od druge tako da sile privlaenja izmeu estica praktino postaju zanemarljive i ponaanje gasova se moe opisati zakonima koje vae za idealan gas.

VAN DER VALSOVA JEDNAINA

P pritisak gasa V zapremina gasa

n broj molova gasa R - univerzalna gasna konstanta

T apsolutna temperatura a i b - empirijske konstante

J. D. van der Waals

a zavisi od prirode gasa i temperatureb kovolumen, predstavlja onu zapreminu gasa ispod koje se dati gas ne moe sabiti usled postojanja realnih zapreminamolekula

Druge jednaine realnog gasnog stanja:*Virijelna jednaina, jednaina Kamerling Onesa(Kamerlingh-Onnes)*Klauzijusova (Clausius) jednaina*jo oko 200 drugih jednaina

10/20/2013

6

Zadaci

1.Pretvoriti 723 torr u kilopaskale (kPa).Reenje: (723 torr x 133.32)/1000 = 96,4 kPa

2. Atmosferski pritisak na Marsu iznosi 0,61 kPa. Koliko iznosi ovaj pritisak u torima?

Reenje: 610:133,322=4,58 Torr

3. Koliko atoma Xe ima u uzorku koji sadri1,8 mol Xe?

Reenje: (1,8 mol) x (6.02214 x 1023 mol-1) = 1,1 x 1024

Zadaci4. Propan se koristi kao gas u spreju za osveavanje vazduha. Koja je zapremina propana ako se 1 dm3 sa pritiska od 1 atm komprimuje do 2,5 atm. Rezultat izraziti u jedinici SI sistema.

Reenje:

Zadaci

5.U industrijskom procesu azot se zagreva do 500 K u sudu konstantne zapremine. Ako je na300K pritisak gasa 100 atm, koliki pritisak egas pokazivati na 500 K?

ISTOPoetno

Krajnje ISTO

ISTO

ISTO

atm

atmK

KP

PT

TP

T

T

P

P

167

100300

5002

1

22

2

1

2

1

Zadaci

6. Sud zapremine 12 L ispunjen je gasom pod

pritiskom od 0,4 MPa. U drugom sudu zapremine

3 L je vakuum. Koliki e biti pritisak gasa ako

se sudovi spoje tankom cevicom, kada je

temperatura konstantna?

Reenje:

MPaL

MPaLPnRTPVVnRTPV 32,0

15

4,012)( 2111

Zadaci

7. Izraunati pritisak 1,22 g ugljendioksida zatvorenog u balon zapremine od 500 mLna 37oC.

Reenje: p = nRT /V = (m/M)RT/Vp = (1,22 g/44,01 g mol-1) x (8,3145 kPa L K-1

mol-1) x(310 K/0,500 L)= 143 kPa

10/20/2013

7

Zadaci

TENO I VRSTO AGREGATNO STANJE FAZNE TRANSFORMACIJE

Teno agregatno stanje

Meumolekulske sile (KOHEZIONE) po intenzitetu manje nego u vrstim, ali mnogo vee od onih u gasovima

Dovoljno jake da molekule zadre u stalnoj zapremini, ali ne mogu da spree njihovokretanje

UREENOST KRATKOG DOMETA

Od kohezionih silazavise osobine tenosti

Agregatno stanjematerije odreeno je relativnom udaljenouatoma i molekula od koje je materijasainjena i jainomnjihovih veza

10/20/2013

8

Opte osobine tenosti

Osobine slinevrstom stanju: Gustina (velika) Molarna zapremina(mala) Stiljivost (nestiljive) Koeficijent termikogirenja (mali)

KONDENZOVANE FAZE(vrsto i teno)

Osobine slinegasnom stanju: Fluidnost- sposobnost

teenja

Zauzimaju oblik sudau kojem se nalaze

Viskoznost

FLUIDI(tenosti i gasovi)

Podela tenosti prema vrsti estica

Molekulske(voda, organski rastvarai)

Atomske(inertni gasovi u tenom stanju)

Jonske(rastopi elektrolita)

Van der Valsovesile izmeu molekula i atoma

Vodonina-kod vode

Coulombove sileizmeu jona

Osobine tenosti:

1. PRITISAK PARE

2. VISKOZNOST-Njutnovske i nenjutnovske tenosti

-Metode za odreivanje viskoznosti

3. POVRINSKI NAPON-Stalagmometrijske metode za

odreivanje povrinskog napona

-Kvaenje

-Kapilarnost

Pritisak pare

Sve tenosti isparavaju, a nastalapara vri pritisak na povrinutenosti

Neki molekuli sa povrine imaju veukinetiku energiju od ostalih, mogu da se otkinu i preu u paru

Pritisak pare

Tenost isparava u zatvorenom sudu dok

para ne ispuni sud

Molekuli tenosti i pare dostiu stanje

dinamike ravnotee:

Brzina isparavanja= brzini kondenzacije

(broj crvenih = broju plavih)

ZASIENA PARA

Pritisak zasiene pare na povrinu

tenosti je pritisak ili napon

zasiene pare

Pritisak pareZAVISI od prirode tenosti

* jaine meumolekulskih sila(to su meumolekulske sile slabije, vei je pritisak pare na datoj temperaturi)

temperatureraste eksponencijalno sa temp.

NE ZAVISI od koliinetenostiTenosti sa visokim naponom pare su isparljive(slabije meumolekulske sile)obino jak miris, npr. etar, aceton, parfemi...

10/20/2013

9

Pritisak pare

Zavisnost napona pare neke tenosti od temperature matematiki se izraava Klauzijus-Klapejronovom jednainom

aisparavanj toplotamolarna-

T i T ri temperatuna pare zasicene naponi i

11

303.2log

1212

211

2

i

i

H

pp

TTR

H

p

p

Kljuanje Kljuanje je oblik isparavanja gde se prelaz iz tenog

stanja u paru deava unutar itave tenosti (ne samo sapovrine kao kod isparavanja) kroz formiranje mehura.

Kada se pritisak pare izjednai sa spoljanjimpritiskom, tenostpoinje da kljua

NORMALNA TEMPERATURA KLJUANJA- temp. nakojoj tenost kljua kada je spoljanji pritisak jednak standardnom, P=101325 Pa

VISKOZNOST (viskozitet)

Osobina fluida (gasova i tenosti) da pruaju otpor proticanju

potie od meumolekulskih sila privlaenja

Sile jae viskoznost fluida vea

Tenost se kroz cev ne kree kao celina dolazi do njenog raslojavanja

Slojevito kretanje tenosti LAMINARNO

PROTICANJE- slojevi klize jedan po drugom

Laminarno proticanje dolazi do izraaja ucevima malog prenika

Unutranje trenje se protivi smicanju slojeva, odnosno proticanjutenosti

10/20/2013

10

Metode za odreivanje viskoznosti

prednosti: jeftin lako rukovanje brza metoda lak za ienjenedostaci: relativna metoda nereproduktivnost unitavanje

materijala

10/20/2013

11

Povrinski napon

10/20/2013

12

Povrina tenosti poseduje viak slobodneenergije - slobodna povrinska energija

Tenja tenosti

da smanji svoju povrinsku energiju- da smanjislobodnu povrinu

Posledica:

tenja kapi da zauzme sferni oblik (telo ima najmanjupovrinu kada se nalazi u obliku lopte)

Sila koja deluje tangencijalno na membranu:koeficijent povrinskog napona, ilipovrinski napon, g (N/m)

Meupovrinski napon sila koja tei da smanji dodirnu povrinu dve tenosti Na dodirnoj povrini dve tenosti, koje se ne meaju (ili meaju

delimino)

Prisustvo jedne tenosti iznad sloja druge dovodi do snienjapovrinskog napona, poto se smanjuje nekompenzovanost sila na graninoj povrini dveju tenosti koje su u kontaktu. Zato je povrinskinapon UVEK vei kada se tenost granii sa parom, nego sa drugomtenou!

Metode za merenje povrinskognapona

Stalagmometrijskemetode:

1. Metoda mase kapi

2. Metoda broja kapi

Stalagmometar je staklena cev

koja u gornjem delu ima

proirenje, a u donjem delu se

nastavlja u kapilaru iji je vrh

zaravnjen

Traubeov stalagmometar

Metoda mase kapi

-Zasniva se na merenju mase kapi (m) koja se otkida sa

dna kapilare stalagmometra.

-Poto je teko odrediti poluprenik kapilare (r),

vre se RELATIVNA MERENJA

10/20/2013

13

Metoda brojanja kapi-veba

Zasniva se na brojanju kapi u proirenju stalagmometra

Na kraju kapilare se formira kap i otkida kada se sila tee F1 uravnotei sa silom povrinskognapona F2 koja deluje po krunom otvorukapilare:

Zadatak

10/20/2013

14

VRSTO STANJEKRISTALNO I AMORFNO STANJE

Kristalno i amorfno stanje

vrsta tela imaju odreen oblik i zapreminu. Fizike i hemijske osobine odreuju raspored

estica, jaine veza i rastojanja izmeu estica. vrsta tela grade joni, atomi ili molekuli. Veze meu ovim esticama su jonske, kovalentne,

metalne, a ree meumolekulske. Meu esticama vladaju privlane i odbojne sile

koje ih dre na odreenim rastojanjima u ravnotenim poloajima sa minimumom potencijalne energije.

Prema unutranjoj grai vrsta tela mogu biti u KRISTALNOM ili AMORFNOM stanju.

KRISTALI Pravilan i periodian

raspored estica. Jaine veze izmeu

estica jednake su u celom kristalu.

Sa porastom T sistemprelazi u RASTOP.

Taka topljenja otarprelaz.

POTPUNA UREENOST i na KRATKOM i naDUGOM dometu.

AMORFNO STANJE Raspored estica NIJE

pravilan i periodian. Ureenost se javlja

samo na malom rastojanju (KRATAK DOMET)

smola, staklo=prehlaena tenost

Jaine veze izmeu estica jednake.

Taka topljenja INTERVAL PRELAZA (amorfna tela prvoomekavaju,a potomprelaze u rastop).

Kristalno i amorfno stanje

Kristalnisistem

kristalni SiO2

Amorfnisistem

nenekristalni SiO2

Kristalna tela

metali (bakar,gvoe ...)

eer (kristalni),kuhinjska so

dijamanti i dragokamenje

razni kristali i minerali

kristalno staklo, pahuljesnega, led

Amorfna tela obino staklo

plastike i ostali polimeri

smole (jantar), guma

amorfne supstanceorganskog porekla

Prostorna kristalna reetka

Paralelne i meusobno ukrtene ravni.

Uglovi i preseci ovihravni vorovikristalne reetke.

Elementarna elija najmanja zapreminakoja ima sve osobinekristala i ijim se slaganjem u sva tri pravca moeizgraditi ceo kristal.

Elementarna elija je definisana:

1.Broj estica2.Vrsta estica3.Raspored estica4.Meusobnim rastojanjem

10/20/2013

15

Elementarna elija je najmanji deo prostornereetke koji, ponavljan u tri dimenzije, daje celukristalnu reetku.

Parametar reetke je najmanja udaljenostizmeu dva atoma duivice jedinine elije.

Elementarna elijakristalne strukture sadrinajmanji mogui brojstrukturnih jedinica.

Unutranja strukturakristala zavisi od oblikaelementarne elije

Parametri elementarne elije su

ivice a, b, c i uglovi , i

Svi poznati kristali izgraeni su od 14 vrsta jedininih elementarnih elija.

To su Braveove kristalne reetke(Bravais)

Svrstane su u 7 kristalnih sistema

OPTIKE OSOBINE KRISTALA

IZOTROPNI

Fizika osobina (v,n,) istovetna je u svim pravcima ista struktura u svim pravcima

ANIZOTROPNI

Fizika osobina (v,n,) nije

istovetna je u svim pravcima

razliita struktura u raznim pravcima

Dvostruko (dvojno) prelamanje

10/20/2013

16

IZOMORFIZAM

Razliita jedinjenja sa slinom strukturom kristaliu u istom kristalnomsistemu.

MgSO4 *7H2O NiSO4 *7H2O

Ne moraju biti hemijski sline supstance, ali moraju imati formulu istog tipa (isti odnosi prenika i polarizacione osobine)

(NaNO3 je izomorfan sa CaCO3, ali nije sa KNO3 koji mu je hemijski slian

PolimorfizamJedna supstanca kristalie u vie kristalnih oblika modifikacija

Prelaz zavisi od uslova prit.,T

Polimorfizam kod elemenata alotropija

2 kristalna oblika dimorfne supstance

3 kristalna oblika trimorfne supstance

VRSTE KRISTALNIH REETKI

JONSKA

ATOMSKA

MOLEKULSKA

METALNA

Ostale - specijalne vrste reetaka

10/20/2013

17

...specifine kristalne reetke

KRISTALNA VODA

KRISTALNA REETKAKOMPLEKSNIH

(KOORDINACIONIH) JEDINJENJA

INTERSTICIJALNA KRISTALNA REETKA (prelazni metali Cr, Mn, Fe salakim elementima C, B, N)

KRISTALNA VODA LED

KRISTALNA VODA U SASTAVU NEORGANSKIH I ORGANSKIH KRISTALA

-vodonine veze u tenoj vodi

ANOMALIJE VODE

Kod vode je neobino: visoka taka kljuanja, velike vrednosti specifinog toplotnog

kapaciteta, male vrednosti entropije, velike vrednosti povrinskog napona i

viskoznosti, vea gustina tene od vrste faze

SVE ZAHVALJUJUI VODONINIM VEZAMA

10/20/2013

18

LED - etiri H-veze oko svakogmolekula vode odravajumolekule u pravilnomgeometrijskom rasporedukristalne reetke.

VODA, zbog toplotnog kretanja, vodonine veze se neprekidnostvaraju i raskidaju. Remeti se pravilan raspored koji postoji u ledu - molekuli ispunjavajuupljine koje postoje u pravilnomkristalu, gue se pakuju, rastebroj molekula po jedinicizapremine, pa je vea gustinatenosti u odnosu na led.

VODA JE NAJGUA NA 4C!

Teni kristali*Teni kristali su agregacija

molekula koji imaju molekulskired kao u kristalima, ali se ponaaju i kao viskoznetenosti.

*Teku kao i tenosti, ali se molekuli delimino grupiu u odreene, pravilne strukture

PRIMENA Ekrani od tenih kristala (liquid

crystal display LCD) suzasnovani na interakciji tenogkristala sa polarizovanimsvetlosnim talasima i elektrinimpoljem.

Optika svojstva holesterinogtenog kristala ine gaprimenljivim kod termometarakoji menjaju boju dok se menjatemperatura.

Pametni prozori koriste tenekristale i struju da promenestanje prozora, od providnog do delimino providnog uz pomoprekidaa, to omoguavaprivatnost bez gubitka svetlostikoja ulazi kroz prozor.

FAZNE TRANSFORMACIJE

10/20/2013

19

Fazne transformacije

Faza je deo sistema koji je fiziki odvojenod ostatka sveta (svojim granicama-granicama faze) a koji je hemijski i fizikiuniforman. Komponenta je hemijska vrstakoja je sastavni deo faze.

Faza moe biti jedno komponentna(sastavljena od samo jedne faze) ili viekomponentna.

Pod odredjenim uslovima dogadjaju se faznetransformacije-topljenje vrstog materijalaili kondenzacija tenog, na primer, su faznetransformacije.

Oigledno, pri tome dolazi do fizikihpromena, ali ne i do hemijskih.

Fazne transformacije

Fazna transformacija zavisi od spoljanjih uslova.Primer je snienje take kljuanja tenosti sapoveanjem nadmorske visine, odnosno injenica dataka kljuanja zavisi od spoljanjeg pritiska.

Od tri agregatna stanja u kojima se materija pojavljuje,teno stanje se najtee opisuje na molekularnom nivou. Toje stanje materije izmeu faze sa pravilnom strukturom(vrsto) i faze koja je bez strukture (gas).

TENO STANJE materije se moe najlake shvatitirazmatranjem ta se zbiva kada se vrste supstancetope, a ta kada tena supstanca vri, odnosno prifaznim transformacijama tenosti

Proces odvoenja toplote gasnoj vodi:

Prvi stupanj: Na dovoljno visokojtemperaturi srednja kinetika energijaEK dovoljno je visoka da prevlada nad potencijalnom energijom medjusobnogprivlaenja molekula EP.

Sa odvoenjem toplote, odnosno, saopadanjem temperature, srednjakinetika energija EK opada takoe, iuticaj potencijalne energije privlaenjamolekula postaje vei.

Drugi stupanj:-gasna voda sekondenzuje. Na temperaturikondenzacije, najsporiji molekuli sudovoljno blizu jedan drugome damedjumolekulske interakcije delujustvarajui grupe molekula, koje zatimprave dovoljno velike agregate da nastanukapi tenosti, a zatim i itava tena faza.

Na 100C, gasna voda i tena voda imajuistu srednju kinetiku energiju EK, ali jepotencijalna energija EP manja utenosti.

Trei stupanj- tena vodase hladi: odvodjenje toplotedovodi do pada temperature,a time i do opadanjanajverovatnije brzinemolekula i kinetike energijeEK. Temperatura opada svedok postoji tenost.

etvrti stupanj- tenavoda mrzne: na 0C, medjumolekulska privlaenjapostaju dovoljno jaka daprevladaju kretanje. Kao itokom kondenzacije, temperatura i srednja EKostaju iste tokom procesamrnjenja.

Dva osnovna zapaanja:

Dok je materija u jednom od moguihagregatnih stanja, promene u toploti(odvodjenje ili dovodjenje) dovodi do promena temperature, koje je praenopromenama srednje kinetike energije EK inajverovatnije brzine kretanja molekula.

Tokom fazne transformacije, promenetoplote (odvodjenje ili dovodjenje) praenesu promenama potencijalne energije EP, jerse menja srednje rastojanje izmedjumolekula. Tokom fazne transformacije, postoje obe faze o kojima se radi.

10/20/2013

20

Proces dovodjenja toplote vrstom materijalu -topljenje:

Sa dovodjenjem toplote, temperaturaje sve via, vibracije sve intenzivnijea dimenzije tela sve vee. Nadovoljno visokoj temperaturi,vibracije postaju dovoljno jake dajoni naputaju svoje poloaje ureetki i vrsta faza prelazi u tenu.

Iznad temperature topljenja esticese slobodnije kreu i na veim suudaljenostima u odnosu na kristalnureetku

Ukratko...

Da proverimo znanje...

1. Etanol je:a) molekulska tenost

b) atomska tenost

c) jonska tenost

2. Teni helijum je:

a) molekulska tenost

b) atomska tenost

c) jonska tenost

3. Za tenosti je tano:

A) stiljive su (poveanjem P menjaju V)

B) nestiljive su

C) mogu da teku

D) po molarnoj zapremini su blie vrstom

E) tenosti i gasovi se jednim imenom nazivaju fluidi

F) predstavljaju idealan red

Da proverimo znanje...4. Date su vrednosti

gustina pare, tene vode i leda

Zakljuujemo da je slinija

struktura izmeu:a) Vode i ledab) Vode i parec) Pare i leda

5. Sa poveanjem spoljanjegpritiska, temperaturakljuanja tenosti:

A. opadaB. rasteC. ne menja se

Da proverimo znanje...

6. U rudniku, voda kljua na temperaturi od:

A) 100C

B) manjoj od 100C

C) veoj od 100C

7. Napon pare vode vei je od napona pare etanola(na istoj temperaturi):

A) da

B) ne

C) isti su

10/20/2013

21

Da proverimo znanje...8. Zato domaice

kuvaju supu u ekspresloncu?

A) zato to supa breprokljua

B) zato to je temperatura supe vea od 100C, pa se supakrae kuva

C) zato to je pritisak pare iznad supe manji u ekspres loncu, nego u obinoj erpi

Da proverimo znanje...

9.Kako se menja pritisakpare sa porastomtemperature?

A) raste

B) opada

A) linearno

B) eksponencijalno

10.Viskozne tenosti:

a) teko teku

b) lako teku

c) imaju jake meumolekulske sile

d) imaju slabe meumolekulske sile

e) imaju veliku fluidnost

f) imaju malu fluidnost

Da proverimo znanje...

11. Sa porastomtemperature, viskoznosttenosti:

A) raste

B) opada

C) ne menja se

12. Jedinica za viskoznost (dinamiku) je:

a) N (njutn)

b) N m-2 s

c) Pa s-1

d) N m-1 s

Da proverimo znanje...

14. Njutnovski sistemi su:

a) voda

b) etanol

c) mleko

d) sirup

e) ampon

f) benzen

Da proverimo znanje...

15.Veu energiju aktivacije(Ea) ima:

a) kikiriki puter

b) keap

16.Veu fluidnost ima:

a) kikiriki puter

b) keap

17. Kikiriki puter i keapsu

a) Njutnovski

b) Nenjutnovski sistemi

Da proverimo znanje...

18. Metoda kapilarne cevizasniva se na merenju:

A) padanja vrste kuglicekroz tenost

B) vremena proticanjatenosti kroz kapilaru

C) obrtnog ugla

19. Vei povrinski naponima:

a) Voda

b) Benzen

20. Veu taku kljuanjaima:

a) Voda

b) Benzen

10/20/2013

22

Da proverimo znanje...

21. Sa porastom T, povrinskinapon tenosti

A. Raste

B. Opada

C. Ne menja se

...jer sa porastom temperature

raste kinetika energija

molekula, pa slabe i raskidaju

se meumolekulske veze.

22. Jedinica za povrinski napon je:

a) N (njutn)

b) N m-2

c) Pa

d) N m-1

Da proverimo znanje...

23. poveite dve kolone

Kontakni ugao je:

a) 0

b) 60

c) 90

d) 120

e) 180

Kvaenje je:

a) jako

b) slabo

c) nema kvaenja

d) umereno

e) totalno

Da proverimo znanje...24. Ako su adhezione sile vee od kohezionih,

a) tenost kvasi zidove suda

b) tenost ne kvasi zidove suda

a) tenost se podie u kapilari

b) tenost sa sputa u kapilari

Da proverimo znanje...25. Voda kvasi

A) staklo

B) plastiku

C) vosak

26. Kohezione sile su vee od adhezionih kod tenosti

A

B

Da proverimo znanje...27. Ako neka tenost ima veliki povrinski napon, njena

kap je

A) velika

B) mala

C) zavisi od gustine

Samo kada se porede tenosti koje su priblino iste

gustine, najveu kap e imati ona tenost koja ima i najvei

povrinski napon.

Npr, iva iji je povrinski napon oko 6 puta vei od

povrinskog napona vode, ima mnogo manju kap od vode,

jer joj je gustina oko 13 puta vea od gustine vode.