1. Aggregatzustandsänderungen gas- förmig flüssig fest schmelzen erstarren kondensieren...
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1. Aggregatzustandsänderungen1. Aggregatzustandsänderungen
gas-förmig
flüssig
fest
schmelzen
erstarren
kondensieren
verdampfen
sublimieren resubli-mieren
exotherm
endotherm
kaltes Wasser warmes Wasser
Je wärmer ein Stoff, desto schneller bewegen sich seine Teilchen.
Feststoff Flüssigkeit GasFeststoff Flüssigkeit Gas
Teilchen in Gitter eingeordnet
Gitterkräfte
Teilchen ungeordnet
Kohäsionskräfte
Teilchen völlig ungeordnet
(fast) keine Kräfte
FestkörperFestkörper
kalt warm
FlüssigkeitFlüssigkeit
Gas
kalt warm
Seite 3Seite 3
Aggregat-zustand
fest flüssig gasförmig
Eigenschaftendes Stoffs
- hohe Dichte- nicht zusammendrückbar- feste Form
- mittlere Dichte- nicht zusammendrückbar- keine bestimmte Form
- sehr kleine Dichte- zusammendrückbar- verteilt sich in jeden Raum
Abstand zwischenden Teilchen
sehr klein klein gross
Ordnung derTeilchen
gross (Gitter) keine feste Ordnung völlig ungeordnet
Bewegung derTeilchen
nur Schwingungen(bei 0 K: absolute Ruhe)
langsame regellose Bewegung
schnelle Bewegung
Anziehungs-kräfte zwischen den Teilchen
starke Gitterkräfte mittelstarke Kohäsions-kräfte
(fast) keine Kräfte
Darstellung imModell
Energie J
2259 J418 J
335 J
Tem
pera
tur
(°C
)
Temperatur und Energieverbrauch beim Erwärmen von 1 g Eis, Seite 4
a)b)
c)
d)
e)
Seite 4
Energie wird zugeführt:
Der Stoff wird wärmer Die Teilchen bewegen sich schneller Ihre Bewegungsenergie nimmt zu.
Der Stoff ändert seinen Aggregatzustand,die Temperatur bleibt konstant
Die Teilchen vergrössern ihre Abstände (Ausnahme: Schmelzen von Eis)
Ihre Lageenergie nimmt zu.
Aufgabe 2, Seite 5Aufgabe 2, Seite 5
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25Zeit
Tem
per
atu
r (°
C)
a)
b) 0 – 17°C Ewärmung des Feststoffs Die Teilchen schwingen immer stärker. Bewegungsenergie nimmt zu.
17°C Schmelzen Die Teilchen überwinden die Gitterkräfte und lösen sich aus dem Gitter. Die Abstände werden grösser, Lageenergie nimmt zu.
17 – 50°C Erwärmung der Flüssigkeit
Die regellose Bewegung der Teilchen wird immer schneller. Bewegungsenergie nimmt zu.
c) 0°C: Gitterkräfte, 50°C: Kohäsionskräfte
Mindestenergie
Geschwindigkeit
An
zah
l Tei
lch
en Mindestenergie für die Überwindungder Kohäsionskräfte
Bewegungsenergie der Teilchen
Energieverteilung der TeilchenEnergieverteilung der Teilchenbei einer bestimmten Temperatur, Seite 5bei einer bestimmten Temperatur, Seite 5
Geschwindigkeit
An
zah
l Tei
lch
en
tiefste Temperatur
Geschwindigkeit
An
zah
l Tei
lch
en
tiefste Temperatur
höhere Temperatur
Mindestenergie für Überwindungder Kohäsionskräfte
Bewegungsenergie der Teilchen
Beim Verdunsten können sich die schnellen Teilchen losreissen, die langsameren bleiben zurück Der Stoff kühlt sich ab.
Energieverteilung der TeilchenEnergieverteilung der Teilchenbei verschiedenen Temperaturen, Seite 5bei verschiedenen Temperaturen, Seite 5
Gemische, S. 6Gemische, S. 6
mehrere Reinstoffe
homogene Gemische heterogene Gemische
fest feste Lösung fest/fest Gemenge
(Bei Metallen: Legierung) fest/flüssig Suspension
flüssig Lösung flüssig/flüssig Emulsion
gasförmig Gasgemisch Flüssigkeit in Gas Nebel, Aerosol
Feststoff in Gas Rauch
Gas in Flüssigkeit Schaum
Gas in Feststoff fester Schaum
4. Schaum: Gas in einer Flüssigkeitshülle Nebel: Flüssigkeitströpfchen in Gas
5. Schlammwasser: SuspensionSalzwasser: LösungTee: LösungSandstein: GemengeBronze: Legierung
Aufgaben S. 6
DiffusionDiffusion
nach Diffusionnach Diffusion
VolumenabnahmeVolumenabnahme
Entfernung der TrennwandEntfernung der Trennwand
nach Entfernung der Trennwandnach Entfernung der Trennwand
keine Volumenabnahmekeine Volumenabnahme
VolumenabnahmeVolumenabnahmeHomogene LösungHomogene Lösung
starke Kohäsionskräfte
starke Kohäsionskräfte
Keine VolumenabnahmeKeine VolumenabnahmeHeterogene EmulsionHeterogene Emulsion
schwache Kohäsionskräfte
starke Kohäsionskräfte
DiffusionEigenbewegung
Reinstoff Reinstoffhydrophil hydrophil
Reinstoff Reinstoffhydrophil hydrophob
Gemischhomogen
Lösung
Gemischheterogen
Emulsionunterschiedlich starke Kohäsionskräfte
gleich starke Kohäsionskräfte
Aufgabe 5, Seite 7
Oel/Wasser ohne Rühren mit Rühren
Gemische
Alkohol/Wasser
homogenLösung
heterogenEmulsion
Wasser: starke Kohäsionskräfte, hydrophilOel: schwächere Kohäsionskräfte, hydrophobEmulgator: hydrophile Kopfgruppe und lange hydrophobe Kette
Emulsion stabilisierte Emulsion
+ Emulgator
+ Rühren
a) Oel und Octan sind beide hydrophob.Zwischen den Teilchen beider Stoffe wirken schwache Kohäsionskräfte.
b) Octan ist hydrophob, Wasser ist hydrophil.Zwischen Octanteilchen wirken schwache, zwischen Wasserteilchen starke Kohäsionskräfte. Deshalb bilden die Wasserteilchen unter sich starke Verbände, die Octanteilchen werden hinausgedrängt.
Aufgabe 6, Seite 7
7. Welche Aggregatzustandsänderungen finden statt:
a) Bei der Bildung von Raureif Resublimieren
b) Bei der Bildung von Tau Kondensierenc) Wasser wird in einem Becherglas, das mit einem eisgekühlten Deckel verschlossen ist, stark erhitzt. 1) Verdampfen,
2) Kondensieren
d) Es regnet bei einer Bodentemperatur von -4°C Erstarren
8. Zeichne ein Alkohol/Wassergemisch im Teilchenmodella) bei 20°C b) bei 90°C
12. Klassiere folgende Gemische: heterogen/homogen und Gemischname bzw. Reinstoff
Meerwasser homogen, Lösung
Zuckerwatte heterogen, fester Schaum
Luft homogen, Gasgemisch
Wolke heterogen, Nebel
Styropor heterogen, fester Schaum
Salatsauce heterogen, Emulsion
Schlamm heterogen, Suspension
Brunnenwasser homogen, Lösung (enthält Kalk)
dest. Wasser Reinstoff
Bronze homogen, Legierung
Zucker/Sal heterogen, Gemenge
Alkohol Reinstoff
Wein homogen, Lösung
Wein mit Bodensatz heterogen, Suspension
Bodylotion heterogen, Emulsion
Nagellackentferner homogen, Lösung (oder evtl. Reinstoff)
Gold Reinstoff
11. Wie unterscheiden sich Reinstoffe von Gemischen?
Reinstoffe enthalten nur eine Teilchenart (z.B. nur Wasserteilchen)Gemische enthalten mehrere Teilchenarten (z.B. Wasserteilchen und Alkoholteilchen)
Milch Butter
88 % Wasser 14 % Wasser 3.5 % Fett 85 % Fett 3 % Proteine 1 % fettfreie 4.5 % Lactose Trockenmasse
Phasenumkehr O/W-Emulsion W/O-Emulsion
13.
Wasser Oel