1.2. Классификация дисперсных систем по. Бетон агрегатное состояние


Изменение агрегатного состояния металлов | Ячеистый бетон

Изменение агрегатного состояния металловМеталл, выплавленный таким образом, имеет сравнительно низкое качество, и его необходимо подвергать рафинированию, чтобы удалить сурьму, олово, медь и другие примеси, которые придают свинцу твердость и хрупкость. В случае, если в черновом свинце содержится сравнительно большое количество серебра, дополнительное рафинирование оказывается выгодным ввиду извлечения этого металла. Олово представляет собой серебристо-белый блестящий металл. Он стоек против окисления и при нахождении на воздухе сохраняет свой блеск.

Чистое олово, если его охладить до низких температур, превращается из белого металла в серый аморфный порошок. В прошлом это превращение называли оловянной чумой, так как предметы из олова без всякой видимой причины рассыпались. Как было установлено, превращение происходит при 13,2° С. Это явление еще до конца не исследовано, но установлено, что теплота превращения составляет 4,2 кал; возможно также определить и другие свойства, связанные с этим превращением,- энтропию, удельную теплоемкость и т. д. В приложении к припоям такое превращение белого олова в серое всегда считалось потенциальной опасностью, тем более, что, как можно полагать, оно передается при контакте.

Дело в том, что присутствие частиц серого олова ускоряет образование последнего в материале, еще не подвергавшемся превращению. Добавление различных легирующих элементов значительно ослабляет опасность заражения оловянной чумой, и вступивший в силу стандарт США — S — 571 требует вводить в олово по меньшей мере 0,25% сурьмы как средства, предупреждающего образование серого олова.

Олово обладает высокой стойкостью к действию воздуха и воды в отдельности или совместно. Это делает желательным использование олова для создания защитных покрытий. Однако присутствующие в морской воде хлориды приводят к образованию хлористого олова.

Свинец представляет собой синевато-серый металл с ярким металлическим блеском до появления на его поверхности слоя коррозии. На воздухе на поверхности свинца быстро образуются различные соединения, и поверхность становится темно-серой.

Пленка соединений хорошо сцепляется с металлом и защищает его от дальнейшего воздействия среды, благодаря чему изделия из свинца сохранились в течение тысячелетий в земле или в других корродирующих средах.

Читайте так же:

zip.org.ua

Агрегатное состояние веществ в смесях

Агрегатное состояние веществ в смесях iconАгрегатное состояние заринаИнгаляционное поражение фов легкой степени может протекать в следующих клинических формахАгрегатное состояние веществ в смесях iconАгрегатное состояние заринаКлиника ингаляционного поражения фов легкой степени может протекать в следующих клинических формах
Агрегатное состояние веществ в смесях iconГо? Алкоголь и молодежь: состояние когнитивных функций, академическая...Алкоголь является самым распространённым из психоактивных веществ, употребляемых молодёжью. Вред, наносимый алкоголем, физическому...Агрегатное состояние веществ в смесях iconСостояние мирян, состояние клириков, состояние монашеское 3 состоянияДаже пребывая в монастыре, где коллективная жизнь, состояние монашества подчеркивает его уединенность: келейное правило, личный подвиг,...
Агрегатное состояние веществ в смесях iconСредства индивидуальной защиты населенияАхов (аврийно-химически отравляющих веществ), ов (отравляющих веществ), рв (радиоактивных веществ), бс (бактериальных средств), а...Агрегатное состояние веществ в смесях iconОбмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергииОбмен веществ представляет собой единство двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции
Агрегатное состояние веществ в смесях iconПостановление Правительства РФ от 26 июня 2008 г. N 475Правил определения наличия наркотических средств или психотропных веществ в организме человека при проведении медицинского освидетельствования...Агрегатное состояние веществ в смесях iconПодмор это тела погибших пчелГлавная ценность этих веществ в том, что они способны подавлять воспалительные процессы, стабилизировать кровяное давление, оказывать...
Агрегатное состояние веществ в смесях iconКто создал человека и для чегоНасколько известно современной науке атомы лежат в основе всех веществ. Количество атомов ограничено, они приведены в периодической...Агрегатное состояние веществ в смесях icon33. Понятие об обмене веществ в организме. Пластическая и энергетическая...В состоянии относитель­ного покоя энергия затрачивается на осуществ­ление функций нервной системы, постоянно идущий синтез веществ,...

userdocs.ru

1.2. Классификация дисперсных систем по

агрегатному состоянию

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию построена на выделении агрегатного состояния дисперсионной среды (в чем) и дисперсной фазы (что) (табл. 2).

Дисперсионная среда может быть твердой (Т), жидкой (Ж) или газообразной (Г). В этих средах распределены частицы дисперсной фазы, которые также могут представлять собой твердые частицы (Т), жидкие капли (Ж) или пузырьки газа (Г). Природные и искусственные дисперсные системы относятся к одному из классов, представленных в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию

Среда (в чем)

Фаза

(что)

Класс

Название системы и примеры

Твердая

Твердая

Т/Т

Твердые композиции: жемчуг, кирпич, чугун, сталь, бетон, асфальт

Жидкая

Ж/Т

Твердые эмульсии: почва, сливочное масло, маргарин

Газ

Г/Т

Твердые пены: растворимый кофе, сыр, пенопласты (например, поролон), пенобетон, керамзит

Жидкая

Твердая

Т/Ж

Суспензии, золи; их производные – гели и пасты: донный ил, титановые белила, зубная паста, тесто

Жидкая

Ж/Ж

Эмульсии: нефть, молоко, лаки, кремы

Газ

Г/Ж

Газовые эмульсии, пена: мыльная пена, противопожарная пена

Газ

Твердая

Т/Г

Аэрозоли: дым, пыль, сыпучие порошки (например, цемент).

Жидкая

Ж/Г

Аэрозоли: туман.

Кроме рассмотренных классификаций по размеру частиц дисперсной фазы и агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды используется деление дисперсных систем по иным признакам.

По характеру взаимодействия частиц дисперсной фазы выделяют связнодисперсные и свободнодисперсные системы. В связнодисперсных системах частицы дисперсной фазы образуют структуру (каркас), сообщающую этим системам некоторую прочность. К ним относятся, например, суспензии, порошки. В суспензиях твердые частицы самопроизвольно соединяются в пространственные агрегаты в жидкой дисперсионной среде. Такое структурообразование происходит, например, в масляных красках. В результате слипания частицы пигмента оседают на дно банки.

В порошках структурирование частиц происходит в результате межмолекулярных сил притяжения, вызывающих образование рыхлой или более плотной структуры частиц, между которыми размещена газовая дисперсионная среда. Подчеркнем, в связнодисперсных системах каркас образуют частицы дисперсной фазы. Этим связнодисперсные системы отличаются от дисперсных систем с твердой дисперсионной средой, которая сама является структурообразующим компонентом. Пенопласт, керамзит, кирпич, пенобетон и другие пористые материалы относятся к таким дисперсным системам.

Свободнодисперсные системы – системы с подвижной дисперсной фазой в жидкой или газообразной дисперсионной среде. К ним относятся эмульсии, например молоко, нефть и др.

По характеру взаимодействия частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды выделяют лиофильные [др.-греч.  растворять] и лиофобные системы.

Лиофильные дисперсные системы  высокодисперсные термодинамически устойчивые системы (коллоидные растворы или золи), самопроизвольное образование которых происходит в результате взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. К лиофильным относятся водные растворы поверхностно-активных веществ (коллоидные растворы ПАВ), например, водные растворы мыла и растворы высокомолекулярных соединений (коллоидные растворы ВМС), например растворы полиметилметакрилата в хлороформе.

Лиофобные дисперсные системы характеризуются отсутствием или слабым взаимодействием между дисперсной фазой и дисперсионной средой. В основном они будут рассмотрены в данном курсе.

studfiles.net

Агрегатное состояние вещества

В повседневной практике приходится иметь дело не отдельно с индивидуальными атомами, молекулами и ионами, а с реальными веществами — совокупностью большого количества частиц. В зависимости от характера их взаимодействия различают четыре вида агрегатного состояния: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Вещество может превращаться из одного агрегатного состояния в другое в результате соответствующего фазового перехода.

Пребывание вещества в том или ином агрегатном состоянии обусловлено силами, действующими между частицами, расстоянием между ними и особенностями их движения. Каждое агрегатное состояние характеризуется совокупностью определенных свойств.

Свойства веществ в зависимости от агрегатного состояния:

состояние свойство
газообразное
  1. Способность занимать весь объем и принимать форму сосуда;
  2. Сжимаемость;
  3. Быстрая диффузия в результате хаотического движения молекул;
  4. Значительное превышение кинетической энергии частиц над потенциальной, Е кинетич.  > Е потенц.
жидкое
  1. Способность принимать форму той части сосуда, которую занимает вещество;
  2. Невозможность расширяться до заполнения всей емкости;
  3. Небольшая сжимаемость;
  4. Медленная диффузия;
  5. Текучесть;
  6. Соизмеримость потенциальной и кинетической энергии частиц, Е кинетич.  ≈ Е потенц.
твердое
  1. Способность сохранять собственные форму и объем;
  2. Очень незначительная сжимаемость (под большим давлением)
  3. Очень медленная диффузия за счет колебательного движения частиц;
  4. Отсутствие текучести;
  5. Значительное превышение потенциальной энергии частиц над кинетической, Е кинетич.  <Е потенц.

В соответствии со степенью упорядоченности в системе для каждого агрегатного состояния характерно собственное соотношение между кинетической и потенциальной энергиями частиц. В твердых телах потенциальная энергия преобладает над кинетической, так как частицы занимают определенные положения и только колеблются вокруг них. Для газов наблюдается обратное соотношение между потенциальной и кинетической энергиями, как следствие того, что молекулы газа всегда хаотично движутся, а силы сцепления между ними почти отсутствуют, поэтому газ занимает весь объем. В случае жидкостей кинетическая и потенциальная энергии частиц примерно одинаковы, между частицами действует нежесткая связь, поэтому жидкостям присущи текучесть и постоянный при данной температуре объем.

Когда частицы вещества образуют правильную геометрическую структуру, а энергия связей между ними больше энергии тепловых колебаний, что предотвращает разрушение сложившейся структуры — значит, вещество находится в твердом состоянии. Но начиная с некоторой температуры, энергия тепловых колебаний превышает энергию связей между частицами. При этом частицы, хотя и остаются в контакте, перемещаются друг относительно друга. В результате геометрическая структура нарушается и вещество переходит в жидкое состояние. Если тепловые колебания настолько возрастают, что между частицами практически теряется связь, вещество приобретает газообразное состояние. В «идеальном» газе частицы свободно перемещаются во всех направлениях.

При повышении температуры вещество переходит из упорядоченного состояния (твердое) в неупорядоченный состояние (газообразное) жидкое состояние является промежуточным по упорядоченности частиц.

Четвертым агрегатным состоянием называют плазму — газ, состоящий из смеси нейтральных и ионизированных частиц и электронов. Плазма образуется при сверхвысоких температурах (105 -107 0С) за счет значительной энергии столкновения частиц, которые имеют максимальную неупорядоченность движения. Обязательным признаком плазмы, как и других состояний вещества, является ее электронейтральность. Но в результате неупорядоченности движения частиц в плазме могут возникать отдельные заряженные микрозоны, благодаря чему она становится источником электромагнитного излучения. В плазменном состоянии существует вещество на Солнце, звездах, других космических объектах, а также при термоядерных процессах.

Каждое агрегатное состояние определяется, прежде всего, интервалом температур и давлений, поэтому для наглядной количественной характеристики используют фазовую диаграмму вещества, которая показывает зависимость агрегатного состояния от давления и температуры.

Диаграмма состояния вещества с кривыми фазовых переходов: 1 — плавления-кристаллизации, 2 — кипения-конденсации, 3 — сублимации-десублимации

Диаграмма состояния состоит из трех основных областей, которые соответствуют кристаллическому, жидкому и газообразному состояниям. Отдельные области разделяются кривыми, отражающие фазовые переходы:

  1. твердого состояния в жидкое и, наоборот, жидкого в твердое (кривая плавления-кристаллизации — пунктирный зеленый график)
  2. жидкого в газообразное и обратного преобразования газа в жидкость (кривая кипения-конденсации — синий график)
  3. твердого состояния в газообразное и газообразного в твердое (кривая сублимации-десублимации — красный график).

Координаты пересечения этих кривых называются тройной точкой, в которой в условиях определенного давления Р=Рв и определенной температуры Т=Tв вещество может сосуществовать сразу в трех агрегатных состояниях, причем жидкое и твердое состояние имеют одинаковое давление пара. Координаты Рв и Тв — это единственные значения давления и температуры, при которых могут одновременно сосуществовать все три фазы.

Точке К на фазовой диаграмме состояния отвечает температура Тк — так называемая критическая температура , при которой кинетическая энергия частиц превышает энергию их взаимодействия и поэтому стирается грань разделения между жидкой и газовой фазами, а вещество существует в газообразном состоянии по любым давлением.

Из анализа фазовой диаграммы следует, что при высоком давлении, большем чем в тройной точке (Рв), нагрев твердого вещества заканчивается его плавлением, например, при Р1 плавления происходит в точке d. Дальнейшее повышение температуры от Тd к Те приводит к кипению вещества при данном давлении Р1. При давлении Р2, меньшем, чем давление в тройной точке Рв, нагрев вещества приводит к его переходу непосредственно из кристаллического в газообразное состояние (точка q), то есть к сублимации. Для большинства веществ давление в тройной точке ниже, чем давление насыщенного пара (Р в <Pнасыщ.пара). Только для некоторых веществ Ро>Рнасыщ.пара, поэтому при нагревании кристаллов таких веществ они не плавятся, а испаряются, то есть подвергаются сублимации. Например, так ведут себя кристаллы йода или «сухой лед» (твердый СО2).

Анализ диаграммы состояния вещества

Газообразное состояние

При нормальных условиях (273 К, 101325 Па) в газообразном состоянии могут находиться как простые вещества, молекулы которых состоят из одного атома (Не, Ne, Ar) или из нескольких несложных атомов (Н2, N2, O2), так и сложные вещества с малой молярной массой (СН4 , HCl, C2H6).

Поскольку кинетическая энергия частиц газа превышает их потенциальную энергию, то молекулы в газообразном состоянии непрерывно хаотически двигаются. Благодаря большим расстояниям между частицами силы межмолекулярного взаимодействия в газах настолько незначительны, что их не хватает для привлечения частиц друг к другу и удержания их вместе. Именно по этой причине газы не имеют собственной формы и характеризуются малой плотностью и высокой способностью к сжатию и к расширению. Поэтому газ постоянно давит на стенки сосуда, в котором он находится, одинаково во всех направлениях.

Для изучения взаимосвязи между важнейшими параметрами газа (давление Р, температура Т, количество вещества n, молярная масса М, масса m) используется простейшая модель газообразного состояния вещества — идеальный газ, которая базируется на следующих допущениях:

  • взаимодействием между частицами газа можно пренебречь;
  • сами частицы являются материальными точками, которые не имеют собственного размера.

Наиболее общим уравнением, описывающим модель идеального газа, считается уравнения Менделеева-Клапейрона для одного моля вещества:

Однако поведение реального газа отличается, как правило, от идеального. Это объясняется, во-первых, тем, что между молекулами реального газа все же действуют незначительные силы взаимного притяжения, которые в определенной степени сжимают газ. С учетом этого общее давление газа возрастает на величину a/V2, которая учитывает дополнительное внутреннее давление, обусловленное взаимным притяжением молекул. В результате общее давление газа выражается суммой Р+ а/V2. Во-вторых, молекулы реального газа имеют хоть и малый, но вполне определенный объем b , поэтому действительный объем всего газа в пространстве составляет V —  b. При подстановке рассмотренных значений в уравнение Менделеева-Клапейрона получаем уравнение состояния реального газа , которое называется уравнением Ван-дер-Ваальса:

где а и b — эмпирические коэффициенты, которые определяются на практике для каждого реального газа. Установлено, что коэффициент a имеет большую величину для газов, которые легко сжижаются (например, СО2 , Nh4 ), а коэффициент b — наоборот, тем выше по величине, чем больше размеры имеют молекулы газа (например, газообразные углеводороды).

Уравнение Ван-дер-Ваальса гораздо точнее описывает поведение реального газа, чем уравнения Менделеева-Клапейрона, которое тем не менее, благодаря наглядному физическому смыслу широко используется в практических расчетах. Хотя идеальное состояние газа является предельным, мнимым случаем, однако простота законов, которые ему отвечают, возможность их применения для описания свойств многих газов в условиях низких давлений и высоких температур делает модель идеального газа очень удобной.

Жидкое состояние вещества

Жидкое состояние любого конкретного вещества являются термодинамически устойчивым в определенном интервале температур и давлений, характерных для природы (состава) данного вещества. Верхний температурный предел жидкого состояния — температура кипения, выше которой вещество в условиях устойчивого давления находится в газообразном состоянии. Нижняя граница устойчивого состояния существования жидкости — температура кристаллизации (затвердевания). Температуры кипения и кристаллизации, измеренные при давлении 101,3 кПа, называются нормальными.

Для обычных жидкостей присуща изотропность — единообразие физических свойств во всех направлениях внутри вещества. Иногда для изотропности употребляют и другие термины: инвариантность, симметрия относительно выбора направления.

В формировании взглядов на природу жидкого состояния важное значение имеет представление о критическом состоянии, который был открыт Менделеевым (1860 г.):

Критическое состояние — это равновесное состояние, при котором предел разделения между жидкостью и ее паром исчезает, поскольку жидкость и ее насыщенный пар приобретают одинаковые физические свойства.

В критическом состоянии значение как плотностей, так и удельных объемов жидкости и ее насыщенного пара становятся одинаковыми.

Жидкое состояние вещества является промежуточным между газообразным и твердым. Некоторые свойства приближают жидкое состояние к твердому. Если для твердых веществ характерна жесткая упорядоченность частиц, которая распространяется на расстояние до сотен тысяч межатомных или межмолекулярных радиусов, то в жидком состоянии наблюдается, как правило, не более нескольких десятков упорядоченных частиц. Объясняется это тем, что упорядоченность между частицами в разных местах жидкого вещества быстро возникает, и так же быстро снова «размывается» тепловым колебаниям частиц. Вместе с тем общая плотность «упаковки» частиц мало отличается от твердого вещества, поэтому плотность жидкостей не сильно отличается от плотности большинства твердых тел. К тому же способность жидкостей к сжатию почти такая же мала, что и в твердых тел (примерно в 20000 раз меньше, чем у газов).

Структурный анализ подтвердил, что в жидкостях наблюдается так называемый ближний порядок, который означает, что число ближайших «соседей» каждой молекулы и их взаимное расположение примерно одинаковы по всему объему.

Относительно небольшое количество различных по составу частиц, соединенных силами межмолекулярного взаимодействия, называется кластером. Если все частицы в жидкости одинаковы, то такой кластер называется ассоциатом. Именно в кластерах и ассоциатах наблюдается ближний порядок.

Степень упорядоченности в различных жидкостях зависит от температуры. При низких температурах, незначительно превышающих температуру плавления, степень упорядоченности размещения частиц очень большая. С повышением температуры она уменьшается и по мере нагревания свойства жидкости все больше приближаются к свойствам газов, а по достижении критической температуры разница между жидким и газообразным состоянием исчезает.

Близость жидкого состояния к твердому подтверждается значениями стандартных энтальпий испарения DН0испарения и плавления DН0плавления. Напомним, что величина DН0испарения показывает количество теплоты, которая нужна для преобразования 1 моля жидкости в пар при 101,3 кПа; такое же количество теплоты расходуется на конденсацию 1 моля пара в жидкость при тех же условиях (т.е. DН0испарения  = DН0конденсации). Количество теплоты, затрачиваемое на превращение 1 моля твердого вещества в жидкость при 101,3 кПа, называется стандартной энтальпией плавления; такое же количество теплоты высвобождается при кристаллизации 1 моля жидкости в условиях нормального давления (DН0плавления  = DН0кристаллизации). Известно, что DН0испарения  << DН0плавления, поскольку переход из твердого состояния в жидкое сопровождается меньшим нарушением межмолекулярного притяжения, чем переход из жидкого в газообразное состояние.

Однако другие важные свойства жидкостей больше напоминают свойства газов. Так, подобно газам, жидкости могут течь — это свойство называется текучестью. Они могут сопротивляться течению, то есть им присуща вязкость. На эти свойства влияют силы притяжения между молекулами, молекулярная масса жидкого вещества и другие факторы. Вязкость жидкостей примерно в 100 раз больше, чем у газов. Так же, как и газы, жидкости способны диффундировать, но гораздо медленнее, поскольку частицы жидкости упакованы плотнее, чем частицы газа.

Одной из самых интересных свойств жидкого состояния, которая не характерна ни для газов, ни для твердых веществ, является поверхностное натяжение.

Схема поверхностного натяжения жидкости

На молекулу, находящуюся в объеме жидкости, со всех сторон равномерно действуют межмолекулярные силы. Однако на поверхности жидкости баланс этих сил нарушается, вследствие чего поверхностные молекулы находятся под действием некоторой результирующей силы, которая направлена ​​внутрь жидкости. По этой причине поверхность жидкости находится в состоянии натяжения. Поверхностное натяжение — это минимальная сила, которая удерживает частицы жидкости внутри и тем самым предотвращает сокращении поверхности жидкости.

Строение и свойства твердых веществ

Большинство известных веществ как природного, так и искусственного происхождения при обычных условиях находятся в твердом состоянии. Из всех известных на сегодня соединений около 95% относятся к твердым веществам, которые приобрели важное значение, поскольку является основой не только конструкционных, но и функциональных материалов.

  • Конструкционные материалы — это твердые вещества или их композиции, которые используются для изготовления орудий труда, предметов быта, и различных других конструкций.
  • Функциональные материалы — это твердые вещества, использование которых обусловлено наличием в них тех или иных полезных свойств.

Например, сталь, алюминий, бетон, керамика принадлежат к конструкционным материалам, а полупроводники, люминофоры — к функциональным.

В твердом состоянии расстояния между частицами вещества маленькие и имеют по величине такой же порядок, что и сами частицы. Энергии взаимодействия между ними достаточно велики, что предотвращает свободное движение частиц — они могут только колебаться относительно определенных равновесных положений, например, вокруг узлов кристаллической решетки. Неспособность частиц к свободному перемещению приводит к одной из самых характерных особенностей твердых веществ — наличие собственной формы и объема. Способность к сжатию у твердых веществ очень незначительна, а плотность высокая и мало зависит от изменения температуры. Все процессы, происходящие в твердом веществе, происходят медленно. Законы стехиометрии для твердых веществ имеют другой и, как правило, более широкий смысл, чем для газообразных и жидких веществ.

Подробное описание твердых веществ слишком объемно для этого материала и поэтому рассматривается в отдельных статьях: Аморфное и кристаллическое состояние вещества, Кристаллическая решетка, Дефекты кристаллической решетки, Основы зонной теории и Типы твердых тел.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Агрегатное состояние - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Агрегатное состояние

Cтраница 2

Агрегатное состояние реагирующих и образующихся при реакции веществ является основным фактором, определяющим тип аппарата в целом. При синтезе присадок практически возможны следующие системы взаимодействия реагентов: газ - жидкость, жидкость - жидкость и жидкость - твердое вещество. Взаимодействие газа и жидкости протекает тем активнее, чем больше поверхность их соприкосновения и чем эффективнее газ распределяется в жидкости. Скорость поглощения газа жидкостью увеличивается также при повышении давления системы. Одним из методов создания максимальной поверхности контакта в периодических аппаратах является перемешивание, которое получило наиболее широкое распространение в процессах производства присадок. В системах жидкость - жидкость взаимодействие компонентов ускоряется в результате развития поверхности массообмена реагирующих жидкостей и увеличения скорости перемещения одной жидкости относительно другой. Наиболее развитая поверхность массообмена и теплообмена образуется при пленочном движении жидкости, поэтому создание пленочного движения жидкости следует рассматривать как важнейший путь интенсификации процесса. При взаимодействии несмешивающихся жидкостей или жидкостей и твердых веществ хорошее контактирование является также одним из важнейших факторов. Интенсивность контакта зависит от консистенции реагирующих веществ.  [16]

Агрегатное состояние оказывает существенное влияние на ИК-спектр вещества. Кроме различия, связанного с тонкой вращательной структурой, как это было показано на примере СН31 ( рис. 7.24), известны случаи, когда в спектре конденсированного продукта появляется больше полос поглощения, чем в газообразном, а частоты колебания сохранившихся полос изменяются.  [17]

Агрегатное состояние обычно задается.  [18]

Агрегатные состояния - узловые точки, где количественное изменение переходит в качественное.  [19]

Агрегатные состояния - узловые точки, где количественное изменение переходит в качественное.  [20]

Агрегатное состояние данного вещества-газообразное, жидкое, кристаллическое или твердое аморфное-зависит от противоположного действия двух факторов. Одним из них являются силы притяжения между молекулами, определяемые потенциальной энергией межмолекулярпого взаимодействия. Другим фактором, определяющим стремление молекул к рассеянию, является кинетическая энергия теплового движения молекул.  [21]

Агрегатные состояния указаны буквами: г - газ, ж - жидкость, к - кристалл, в некоторых случаях указана модификация.  [22]

Агрегатное состояние оказывает сильное влияние на люминесцентную способность красителей. Красители ксантеновой группы, как правило, почти не светят в твердом кристаллическом состоянии. Одним из важных условий хорошего развития свечения является достаточная изоляция молекул красителя друг от друга. Это требование осуществляется в слабых растворах. Однако многие вещества, близкие к красителям, дают яркое свечение и в кристаллическом состоянии. Таковы описанные выше акридиновые соединения [480], арильные производные антрацена [212] и многие другие.  [23]

Агрегатное состояние газ тверд.  [24]

Агрегатное состояние, в котором находится данное вещество, зависит от его природы, температуры и давления.  [25]

Агрегатное состояние - одно из трех состояний, в котором может находиться вещество - газ, жидкость или твердое ( стр.  [26]

Агрегатное состояние может регулироваться на стадии подготовки осадков к утилизации в зависимости от требований технологии строительного материала; от возможности высушивания отхода и пылеобразования в технологическом процессе; от необходимости непосредственного контакта персонала с отходом, сырьевой массой или материалом, его содержащим. С этой точки зрения более благоприятным является использование жидких и пастообразных осадков в производстве бетонов, чем сухих порошков в асфальтобетоне или керамических и стеклянных материалах.  [27]

Агрегатное состояние и свойства полиизобутилена определяются средней молекулярной массой и молекулярно-массовым распределением макромолекул.  [28]

Агрегатное состояние каждой из фаз может быть любым.  [29]

Агрегатное состояние не влияет на химические свойства и состав одного и того же вещества, однако физические свойства его неодинаковы. Различия в физических свойствах обусловлены тем, что частицы в газообразных, жидких и твердых веществах расположены на неодинаковых расстояниях друг от друга, благодаря чему силы притяжения, действующие между ними, проявляются в неодинаковой степени. В газах молекулы находятся на сравнительно больших расстояниях друг от друга, силы притяжения между ними невелики. Газы обладают малой плотностью, не имеют ни собственной формы, ни собственного объема и занимают любой предоставленный им объем. При повышении давления газы легко изменяют свой объем.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Научно-исследовательская деятельность учащихся.

Научно-исследовательская деятельность учащихся.

Информация - О школе

 

V районная научно-практическая конференция

школьников Яшкинского муниципального района

«Открытия юных исследователей»

Секция: физика

 

 

 

 

 

 

 

 

«Агрегатное состояние желе»

 

 

Авторы: Соболева Анастасия Дмитриевна,

ученица 8 класса

МБОУ «Поломошинская СОШ»

31.01.2000 г.р.

Адрес: 652020, ст. Тутальская,

ул. М. Ракевича, 25-3, тел. 8-950-596-59-98

Рябова Софья Максимовна

ученица 8 класса

26.09.1999 г.р.

МБОУ «Поломошинская СОШ»

Адрес: 652020, село Поломошное,

ул. Советская, 25а, Тел. 8-904-966-27-50

 

Научный руководитель:

Рябова Наталья Николаевна,

учитель физики

МБОУ «Поломошинская СОШ»

Адрес: 652020, село Поломошное,

ул. Советская, 25а, Тел. 8-951-605-61-60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яшкино 2014Содержание.

 

Введение ___________________________________________________ стр. 3

1.     Что такое желе?

      1.1. Значение слова «желе» __________________________________ стр. 4

      1.2. Кулинарные рецепты желе _______________________________ стр. 6

2.     Свойства тел в различных агрегатных состояниях

                       2.1. Свойства газообразных тел. _________________________ стр. 8

                       2.2. Свойства жидкостей. _______________________________ стр. 9

                       2.3. Свойства твердых тел. ______________________________ стр. 10

3.     Исследование физических свойств желе _______________________ стр. 11

4.     Вывод ____________________________________________________ стр. 14

5.     Литература ________________________________________________ стр. 15

 

Введение

Летом, когда знойное солнце раскаляет атмосферу до максимальных температур, мы с удовольствием переходим на лёгкие желейные десерты – совершенно безопасные и полезные для здоровья. Впрочем, от вкуснейшего желе из фруктов и ягод невозможно отказаться и в холодные зимние вечера.

Желе – одно из любимых наших десертов. На уроке физики мы изучили тему «Агрегатные состояния вещества», и возник вопрос: желе – это жидкость или твердое тело? Какими свойствами оно обладает?

 

Гипотеза: желе является жидкостью.

Цель работы: определить, к какому агрегатному состоянию относиться желе.

Задачи:

•       собрать сведения о желе;

•       собрать сведения о свойствах веществ в различных агрегатных состояниях;

•       исследовать различные свойства желе

•      определить агрегатное состояние желе.

Метод: физический эксперимент.

Объект исследования: фруктовое желе.

Вид проекта: исследовательский; групповой; краткосрочный.

 

 

1. Что такое «желе»?

1.1.         Значение слова «желе»

Историческая справка

Желе издавна пользовалось популярностью у сладкоежек Европы. Его любили подавать монаршим особам как особое и необычное лакомство. Перед желейными десертами не мог устоять даже император Франции Наполеон Бонапарт, хотя технология приготовления желе и сам внешний вид блюда немного отличались от современных аналогов – оно было непрозрачное и только молочного цвета. Наш мир никогда бы не узнал всю прелесть этого восхитительного десерта, если бы не изобретатели-инженеры Питер Купер и Перл Уэйт.

Питер Купер, открыв желатин в 1845 году, даже не мог предположить какая долгая и интересная жизнь будет у нового вещества. В те времена он не увидел в своём открытии какого-либо коммерческого применения и желатин был невостребован ещё целых 50 лет. Точку во всей этой истории поставил Перл Уэйт, который жил в конце 19 века, и занимался поиском идеальной формулы сиропа от кашля. Желатин оказался полезен для суставов и костей, был очень прост в изготовлении и вскоре изобретатель придумал делать из него десерты.

Следующим этапом мирового признания желе стала продажа Уэйтом патента на его изобретение предприимчивому коммерсанту по фамилии Вудворд. Говорят, что Уэйту просто надоело уговаривать людей попробовать такое неординарное по тем временам блюдо, не говоря уж о его покупке. Долгое время это не удавалось сделать и Вудворту. В первые годы продаж желатин «мертвым» грузом лежал на его складах, а сам владелец мечтал продать купленный патент хотя бы за 35 долларов. Через некоторое время, видимо распробовав вкуснейшее лакомство, все постепенно привыкли к его вкусу и дела у Вудворта пошли веселее – в 1902 году прибыль его компании возросла до 250 тысяч долларов. По всей Европе ездили тысячи коммивояжеров, обучавших домохозяек готовить желе в домашних условиях, а в 1930 году Вудворт устроил грандиозное шоу, которое посвятил этому потрясающему десерту.

Итак, желе это - …

…ЖЕЛЕ, десертное блюдо, приготовляемое из фруктово-ягодных соков, а также вина, молока и др. продуктов варкой с сахаром (около 60% ) с добавлением небольших количеств (0,5—2,5%) веществ, придающих желе после его остывания студнеобразную консистенцию (пектин, желатина и пр.). Для длительного сохранения желе консервируют пастеризацией. Желеобразные блюда из мяса, голья, дичи, рыбы и др. называются студнями, холодцами или заливными.  (Большая советская энциклопедия)

 

…ЖЕЛЕ

1.     Сладкое студенистое кушанье, приготовляемое из фруктовых соков с прибавлением желатина. Лимонное желе.

2.     Густая студенистая масса, получающаяся при длительной варке в воде костей и других животных продуктов. (Толковый словарь Ушакова)

 

…ЖЕЛЕ — пищевой коллоидный раствор (обычно на основе фруктов), в который добавляют желатин, причём при остывании вся масса получает студенистый вид. (Википедия – свободная энциклопедия)

1.2.Кулинарные рецепты.

 

Малиновое желе

НЕОБХОДИМЫЕ ПРОДУКТЫ:

     малина - 300 г, вода - 900 г, сахар - 180 г, желатин - 40 г, лимонная кислота - на  

     кончике ножа

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛЮДА:

•         Желатин замачивают в восьмикратном количестве холодной кипяченой воды и оставляют для набухания до тех пор, пока крупинки не станут прозрачными. Откидывают на сито и дают стечь воде.

•         Малину перебирают, отжимают сок, сливают его в стеклянную посуду, закрывают крышкой и убирают в холодильник.

•         Мезгу (выжимки) заливают горячей водой, проваривают 10 минут, процеживают, добавляют сахар и при помешивании доводят до кипения. Охлаждают до 40 °С, соединяют с набухшим желатином, перемешивают и вновь доводят до кипения. После этого вливают отжатый сок и охлаждают.

•         Желе разливают в формы и охлаждают до застудневания.

•         Перед подачей желе освобождают от форм, погружая их на несколько секунд в горячую воду, и выкладывают на десертную тарелку или в вазочку.

 

Кофейное желе со взбитыми сливками

НЕОБХОДИМЫЕ ПРОДУКТЫ:

 6 ст.л. молотого кофе,  2 1/4 плюс 1 ст.л. воды,  1/2 чашки сахара,  1 1/2 ч.л. желатина,  2 ч.л. ванили,  2 ст.л. коричневого сахара,  1 чашка сливок для взбивания,  щепотка порошка карри (~1/4 ч.л.)

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛЮДА:

·        Сварить кофе с 2 чашками воды.

·        1/4 чашки воды и сахар довести до кипения, помешивая, чтобы весь сахар растаял.

·        Желатин замочить в 1 ст.л. холодной воды в течение 1 минуты.

·        Горячий кофе соединить с сиропом в чашке, положить туда разбухший желатин и размешать до растворения.

·        Остудить и поставить чашку в холодильник на минимум 8 часов.

·        Желе будет очень мягким. Разложить по 2 или 4 бокалам, в зависимости от их размера.

·        Холодные сливки взбить с коричневым сахаром и карри до мягких пиков и с помощью кондитерского мешка выдавить на желе.

 

Холодец (студень) из потрошков птицы

НЕОБХОДИМЫЕ ПРОДУКТЫ:

Потрошки 2 кг, желатин  15 гр., 2-3 шт. лука репчатого, 2 морковки, петрушка, лавровый лист, чеснок, черный перец горошком

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛЮДА:

Потроха птицы – головы, крылышки, шейки, желудки,  тщательно очистить, залить холодной водой (на 2 литра воды 2 кг. Потрошков) и варить часа 2-3. Промытую печень положить за полчаса до окончания варки, а специи, морковь и  лук за 1 час. Также можно добавить по 0,5 гр. Корицы и гвоздики. Дальше холодец готовить точно так же, как мясной. Для того, чтобы холодец из птицы застыл, добавьте туда 10 гр. предварительно замоченного желатина (на 1 литр воды 1 столовая ложка желатина) минут за  10 минут до конца варки, тщательно размешивая. Такой вид холодца можно готовить из любой птицы.

 

2. Свойства тел в различных агрегатных состояниях

2.1.         Свойства газообразных тел

ГАЗ (франц. gaz  от греч. chaos - хаос)

Агрегатное состояние вещества, в котором его частицы не связаны  или весьма слабо связаны силами взаимодействия и движутся свободно, занимая весь предоставленный им объем. Газ при заполнении сосуда принимает его форму. В отличие от твердых тел  и жидкостей объем газа существенно зависит от давления и температуры.

СВОЙСТВА ГАЗА:

•      занимает весь предоставленный объем;

•      принимает форму и объем сосуда;

•      легко сжимается.

Картинка 67 из 1482

2.2.         Свойства жидкостей

ЖИДКОСТЬ

Одно из агрегатных состояний вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкость подобно твердому телу, обладает малой сжимаемостью, определенной прочностью на разрыв, большой плотностью. Вместе с тем жидкость не обладает прочностью на сдвиг, вследствие чего под действием силы тяжести принимает форму сосуда, в котором находится, может непрерывно переходить  в газ. В жидкости среднее расстояние между молекулами порядка размеров самих молекул и силы межмолекулярного воздействия весьма значительны. Этим, в частности, объясняются особые свойства поверхностного слоя жидкости на границе ее раздела с другими средами. Молекулы жидкости подобно частицам твердого тела, совершают тепловые колебания около положений равновесия. Однако если в твердых телах эти положения равновесия неизменны, то в жидкости они время от времени изменяются, что обусловливает текучесть жидкости.

СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ:

•         Сохраняют объем;

•         Принимают форму сосуда;

•         Обладают текучестью;

•         Смачивают или несмачивают твердые тела;

•         Обладают поверхностным натяжением и др.

Картинка 67 из 1482

2.3.         Свойства твердых тел.

ТВЕРДОЕ ТЕЛО

Агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы. Твердое тело в отличие от жидкости и газа препятствует изменению формы за счет возникновения в нем упругих сил. В твердом теле частицы совершают малые тепловые колебания около некоторых положений равновесия. Твердые тела могут  находиться в кристаллическом или аморфном состоянии.

СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ:

•         Сохраняют форму и объем;

•         Механические свойства: твердость, хрупкость, упругость, прочность, пластичность;

•         Электропроводность и др.

Картинка 67 из 1482

3.       Исследование физических свойств желе.

Гипотеза: желе является жидкостью.

Приборы и материалы:

•         Желе, посуда, воронка.

•         Весы, мерный стакан, мензурка.

•         Обычный текст.

•         Термометр, часы, шар Паскаля.

•         Вольтметр, миллиамперметр, батарейка,  ключ, зажимы, соединительные  провода.

1) Проверим закон сохранения массы веществ.

Возьмём стакан с водой (в стакане помещается 350г воды) и упаковку желатина (массой 30г) и заранее приготовленное желе.

В результате измерения мы получили, масса веществ до взаимодействия, равна массе веществ после взаимодействия. (весы уравновешивались с пустой посудой.)

Определим плотность желе

Дано:

•         m = 150г = 0,15 кг

•         V = 150 мл = 0,15 л = 0,00015 м3

Решение:

Сравним полученный результат со значениями плотности различных веществ.

•         Мед -  1350 кг/м3

•         Вода морская – 1030 кг/м3

•         Вода пресная – 1000 кг /м3

•         Масло – 900 кг /м3

•         Керосин – 800 кг /м3

•         Бензин - 710 кг /м3

•         Железо – 7800 кг/м3

•         Мрамор  – 2700 кг /м3

•         Стекло  – 2500 кг /м3

•         Бетон  – 2300 кг /м3

•         Кирпич  - 1800 кг /м3

•         Сахар-рафинад – 1600 кг/м3

Вывод: по своей плотности желе относится к жидкостям.

 

2) Сохранение формы.

Желе принимает форму сосуда. После извлечения желе из посуды, оно некоторое время сохраняет свою форму, а затем расплывается в виде большой капли.

Вывод: желе ведет себя как очень густая жидкость.

 

3) Подверженность деформациям.

При небольшом надавливании на желе наблюдается его деформация, которая исчезает после снятия нагрузки.

При воздействии на желе ножом оно легко разрушается.

Вывод: в желе проявляются упругие свойства, которые наблюдаются у твердых тел и у поверхностного слоя жидкости.

 

4) Смачиваемость.

На границе раздела двух сред (желе и стекло) наблюдается мениск (форма поверхности жидкости вблизи стенки сосуда).

Вывод: желе смачивает стекло.

 

5) Передача давления.

Поместим желе в шар Паскаля. При надавливании на поршень желе равномерно вытекает из всех отверстий шара.

Вывод: давление в желе передается как в жидкостях во всех направлениях, то есть выполняется закон Паскаля.

6) Текучесть.

Поместим желе в воронку. Через некоторое время желе начнет вытекать из нее в виде отдельных капель.

Вывод: желе течет как густая жидкость.

 

7) Процесс плавления желе.

При помещении желе в теплую воду оно начинает таять, то есть плавиться и смешиваться с водой.

Вывод: плавится желе как твердое тело.

 

8) Оптический эксперимент.

Желе разных цветов пропускает свет.

Плотность желе отличается от плотности воздуха, поэтому световой луч преломляется в желе и сама желейная масса выступает в качестве линзы.

Вывод: желе пропускает световые волны различных частот. Однако, такие оптические свойства характерны не только жидкостям (воде), но и твёрдим телам (стеклу).

 

9) Проводит ли желе электрический ток.

•         Соберём электрическую цепь.

•         Проверим, проводит ли желе электрический  ток.

 

Вывод: желе проводит электрический ток, также как металлы и жидкие растворы.

 

4.       Вывод:

Полученные данные внесем в таблицу:

 

Желе

Жидкость

Твердое тело

Закон сохранения вещества

+

+

Изменение агрегатного состояния

-

+

Плотность

+

-

Сохранение / изменение формы

+

-

Электропроводность

+

+

Оптические свойства

+

+

Смачиваемость

+

-

Передача давления

+

-

Подверженность деформациям

+

+

Текучесть

+

-

ИТОГО

9

5

 

И так, желе является жидкостью, наша гипотеза подтвердилась.

 

5.       Литература.

1.     Большая советская энциклопедия (в 30 томах). Гл. ред. А. М. Прохоров. Издание 3-е. Москва: «Советская энциклопедия», 1972.  Том 9. Евклид-Ибсен, 1972.

2.     Перышкин А.В. Физика. 7 класс: учебник для общеобразовательных учреждений / А.В. Перышкин. – 12-е изд., доработ. -  М.: Дрофа, 2008.

3.     Перышкин А.В. Физика. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений. – 6-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2004.

4.     Физика. 7-11 класс: Словарь школьника/ Авт.-сост. Ю.И. Дик. – Москва: Дрова, 1997.

5.     Ушаков Д. Н. Большой толковый словарь современного русского языка. – Москва: «Альфа-Принт», 2007.

Используемые сайты:

•         http://www.domsovetof.ru/publ/recepty_kulinarija/vtorye_bljuda_recepty_bljud/kholodec_studenj_saltison_recepty_prigotovlenija_saltisona_holodca_studnja/74-1-0-1162

•         http://www.millionmenu.ru/rus/recipes/collection/drecip525/

•         http://recept.by/articles/jelly

•         http://ru.wikipedia.org/

 

school-polomoshnoe.yashkino.ru