Els estats de la matèria Tornar a pàgina d'inici


La matèria es presenta en tres estats d'agregació: sòlid, líquid i gas. Els sòlids tenen forma i volum fixos.Els líquids tenen volum fix, però la forma s'ajusta al recipient que els conté. Els gasos no tenen forma ni volum determinats, sinó que adopten la forma i el volum del recipient que els conté.

Els sòlids
En la majoria dels sòlids, anomenats cristal·lins o cristalls, existeix una perfecta ordenació de les partícules i una gran força d'atracció o de cohesió entre elles. Els minerals, les roques i els metalls són sòlids d'aquests tipus.
Hi ha d'altres, anomenats amorfs o vidres, en els que les partícules no estan ordenades. Conserven la forma, perquè les forces de cohesió són molt grans, però la seva estructura és més semblant a la dels líquids. El vidre ordinari i molts plàstics són d'aquest tipus.
Tot i que les partícules dels sòlids es troben en una posició determinada, tenen un moviment de vibració que depèn de la temperatura. Quan la temperatura puja, aquest moviment adquireix una major amplitud i velocitat.
La densitat és la relació que hi ha entre la massa i el volum. És una de les propietats característiques dels sòlids. En la majoria dels sòlids, la densitat varia poc amb la temperatura.
Els líquids
Les forces de cohesió són bastant grans, encara que menor que en els sòlids. Les partícules estan prou juntes com per presentar una densitat similar a la dels sòlids. Es mouen lliscant unes al voltant de les altres. Tenen un volum fix, però la forma és variable, degut a la mobilitat de les partícules.
La velocitat del moviment de les partícules depèn de la temperatura, sent major quant major és aquesta.
La densitat també és una de les propietats característiques dels líquids i, com en els sòlids, en la majoria varia poc amb la temperatura.
Els gasos
Les forces d'atracció entre les partícules són molt petites, el que fa que es puguin moure amb una gran llibertat. La velocitat del moviment de les partícules depèn de la temperatura, sent més gran quant més gran és aquesta.
En el seu moviment, les partícules xoquen entre elles i amb les parets del recipient, exercint una força contra aquestes. La força exercida pel gas contra les parets, per unitat de superfície, s'anomena pressió.
La densitat dels gasos és, en general, molt més petita que la dels sòlids o líquids i pot variar molt amb la temperatura o la pressió.

Els gasos ideals
Molts gasos, a temperatures molt més altes que el seu punt d'ebullició i a pressions similars a l'atmosfèrica o més baixes, es comporten sempre de la mateixa manera. Estudiant les seves magnituds característiques com el volum, la pressió o la temperatura, s'ha arribat a concloure que, en aquests gasos:
- A volum constant, la pressió és directament proporcional a la temperatura absoluta.
- A pressió constant, el volum és directament proporcional a la temperatura absoluta.
- A temperatura constant, les pressions i els volums són inversament proporcionals.

Això ha permès relacionar aquestes magnituds a través d'una fórmula relativament senzilla:
P.V = n.R.T
P, pressió n, nombre de mols
V, volum
T, temperatura absoluta
R = 8,31 en el sistema internacional d'unitats
Els gasos que es comporten d'aquesta manera els anomenem "gasos ideals". Les seves partícules no exerceixen cap força d'atracció entre elles, xoquen entre sí i amb les parets del recipient amb xocs perfectament elàstics i són molt petites comparades amb el volum del recipient que els conté, pràcticament puntuals.

Equilibri líquid-vapor

En un líquid, les partícules no es mouen totes a la mateixa velocitat, sinó que segueixen una distribució de velocitats similar a la dels gasos. L'energia cinètica mitjana del moviment de les partícules correspon a una temperatura determinada que es pot mesurar fàcilment.
A prop de la superfície del líquid, sempre hi ha alguna partícula que es mou amb prou velocitat com per poder escapar a la fase gasosa, anomenada vapor. Això és el que explica el fenomen de l'evaporació.
La rapidesa amb que es produeix l'evaporació depèn de la temperatura. Quant més alta és la temperatura d'un líquid, més partícules s'acosten a la superfície amb velocitat suficientment alta per poder passar a l'estat de vapor.
Quan l'evaporació té lloc en un espai obert, les partícules que surten es van perdent i es pot arribar a la desaparició total del líquid. En canvi, quan l'evaporació té lloc en un espai tancat, les partícules que passen al estat de vapor, seguint el comportament dels gasos, xoquen entre elles i amb les parets del recipient. Algunes es dirigeixen cap a la superfície del líquid, que fa de paret inferior, i poden passar de nou a l'estat líquid.
A una temperatura determinada, quan hi ha prou partícules en el vapor, la rapidesa amb que tornen a caure al sí del líquid pot compensar l'evaporació, establint-se una situació d'equilibri dinàmic: contínuament algunes partícules passen del líquid al vapor i d'altres passen del vapor al líquid.

Pressió de vapor

En una substància pura, la pressió a la que es troba el vapor en equilibri amb el líquid, a una temperatura determinada, s'anomena pressió de vapor d'aquesta substància a aquesta temperatura.
La pressió de vapor és característica de cada substància i segueix una gràfica exponencial, en funció de la temperatura. En un recipient obert, a la temperatura d'ebullició la pressió de vapor és màxima i igual a la pressió atmosfèrica.

Tornar a pàgina d'inici