Ako ovplyvňuje teplota stav hmoty?

Teplota je meranie priemernej kinetickej energie molekúl v látke a možno ju merať pomocou troch rôznych stupníc: Celzia, Fahrenheita a Kelvina. Bez ohľadu na použitú stupnicu má teplota vplyv na hmotu vďaka svojmu vzťahu s kinetickou energiou. Kinetická energia je energia pohybu a dá sa merať ako pohyb molekúl v objekte. Skúmaním vplyvu rôznych teplôt na kinetickú energiu sa identifikujú jej účinky na rôzne skupenstvá hmoty.

Bod tuhnutia alebo topenia

Tuhá látka sa skladá z molekúl, ktoré sú navzájom pevne zabalené, čím dáva objektu tuhú štruktúru, ktorá je odolná voči zmenám. Keď teplota stúpa, kinetická energia molekúl v tuhej látke začne vibrovať, čo znižuje príťažlivosť týchto molekúl. Existuje teplotná prahová hodnota, ktorá sa označuje ako teplota topenia, pri ktorej sa vibrácie stanú dostatočnými na to, aby sa tuhá látka zmenila na kvapalnú. Teplota topenia zase tiež identifikuje teplotu, pri ktorej sa kvapalina zmení späť na tuhú látku, takže ide aj o bod mrazu.

Bod varu alebo kondenzácie

V kvapaline nie sú molekuly tak pevne stlačené ako v tuhej látke a môžu sa pohybovať. Toto dáva tekutine dôležitú vlastnosť schopnosti tvarovať nádobu, v ktorej je držaná. Keď teplota - a tým aj kinetická energia - kvapaliny stúpa, začnú molekuly vibrovať rýchlejšie. Potom dosiahnu prahovú hodnotu, pri ktorej sa ich energia stane tak veľkou, že molekuly uniknú do atmosféry a z kvapaliny sa stane plyn. Tento teplotný prah sa nazýva bod varu, ak pri zmene teploty dochádza k zmene z kvapalného na plynný. Ak dôjde k zmene z plynu na kvapalinu, keď teplota klesne pod túto teplotu, je to kondenzačný bod.

Kinetická energia plynov

Plyny majú najvyššiu kinetickú energiu zo všetkých skupenstiev hmoty a vyskytujú sa tak pri najvyšších teplotách. Zvyšovanie teploty plynu v otvorenom systéme už stav hmoty nezmení, pretože molekuly plynu sa budú od seba iba nekonečne vzdialiť. V uzavretom systéme bude mať však zvýšenie teploty plynov za následok zvýšenie tlaku k molekulám pohybujúcim sa rýchlejšie a zvýšenej frekvencii molekúl dopadajúcich na boky kontajner.

Vplyv tlaku a teploty

Tlak je tiež faktorom pri skúmaní účinkov teploty na rôzne skupenstvá hmoty. Podľa Boyleovho zákona teplota a tlak priamo súvisia, čo znamená, že zvýšenie teploty má za následok zodpovedajúce zvýšenie tlaku. To je opäť spôsobené zvýšením kinetickej energie spojenej so zvyšujúcou sa teplotou. Pri dostatočne nízkych tlakoch a teplotách môže tuhá hmota obchádzať kvapalnú fázu a prevádzať ju priamo z pevnej látky na plyn procesom nazývaným sublimácia.

  • Zdieľam
instagram viewer