Understanding Phase Changes in Physics: Key Concepts Explained
Quan una substància passa d’un estat a un altre, en física es diu que canvia d’estat.
SOLID -> (fusió) LIQUID -> (vaporització) GASOS
<- (solidificació) <- (condensació o gel)
Sublimació ————– ——————>
Crystallització ——-
Lleis de la solidificació:
a) Una substància és pura quan es fon, ho fa a una temperatura anomenada temperatura de fusió.
b) La temperatura de fusió es manté constant mentre la substància es solidifica.
c) Els líquids purs es solidifiquen a la temperatura a la qual es fonen.
d) La temperatura de solidificació d’una substància pura és constant.
Una substància que varia la temperatura durant un canvi d’estat no es considera pura.
El pas de l’estat líquid a gasos s’anomena vaporització. Evaporació es pot produir per ebullició.
La velocitat d’evaporació depèn de diversos factors: el tipus de líquid, la superfície lliure i la temperatura.
Lleis d’ebullició de substàncies pures:
a) Cada líquid pur bull a una pressió fixa a una temperatura determinada, anomenada temperatura d’ebullició.
b) Mentre bull, la temperatura es manté constant.
Una disminució de la pressió provoca una caiguda en la temperatura d’ebullició d’un líquid. Un augment de la pressió provoca un augment de la temperatura d’ebullició. Per això, el punt d’ebullició d’un líquid pur és la temperatura a la qual, quan la pressió és 1.013 hPa, el líquid bull. El punt d’ebullició d’un líquid pur és una propietat que serveix per identificar-lo.
Sublimació: El pas directe de sòlid a gas, sense passar per líquid.
Crystallització: El pas de gas a sòlid.
Segons la teoria cinètica molecular, mentre un sòlid pur es fon, tota l’energia subministrada s’utilitza per passar de l’estat sòlid a líquid.
Aquesta energia es coneix com a calor de fusió o calor latent de fusió.
Segons la teoria cinètica, mentre un líquid pur bull, tota l’energia subministrada com a calor s’utilitza per passar de l’estat líquid a gas.
Camp homogeni: Quan presenta les mateixes propietats i la mateixa composició en tots els punts de la seva massa (sal en aigua).
Material heterogeni o mescla: Com es formen per dues o més substàncies diferents (sal o granit, sucre).
Solucions: És un sistema homogeni, però amb composició variable, format per dues o més components. Es poden dir solucions totes les mescles homogènies.
Dissolució és el procés i s’anomena obtingut quan el líquid és una solució d’aigua de sucre.
Solut: La substància que és dissolvent, la qual es dispersa en una altra substància que és el dissolvent. (Aigua i alcohol són dissolvents entre si).
EXEMPLES DE SOLUCIONS:
-Gasos: Aire: diòxid de carboni, nitrogen, argó, vapor d’aigua…
– Dissolucions:
A) Dissolució de gas en un líquid: Totes les begudes carbonatades.
B) Líquid dissolt en un altre líquid: Gasolina.
C) Sòlid dissolt en un líquid: Sal dissolta en aigua.
Els líquids més comuns són les solucions aquoses.
-SÒLID: Oro i plata (aliatge).
Diluïda: Quan la quantitat de solut en comparació amb el dissolvent és petita.
Concentrada: Quan el dissolvent conté molt poc solut.
A) Percentatge en massa:
El percentatge de massa del solut és el nombre de grams de solut dissolts en 100 grams de dissolvent.
% de solut = massa de solut X 100
massa de dissolvent
B) Concentracions en massa: És l’expressió recomanada per l’IUPAC que indica la massa de solut dissolta per unitat de volum en cada solució.
Concentració de massa nom = grams de solut
per litres de solució
Substàncies solubles: Sòlids que es dissolen més o menys fàcilment en aigua (clorur sòdic, nitrats d’argent).
Insolubles: Substàncies que es dissolen en petites quantitats en aigua.
Miscibles: Quan es mesclen dos líquids diferents, poden dissoldre’s entre ells en qualsevol proporció (aigua i alcohol, vinagre i aigua…).
Immiscibles: En cas contrari, quan dos líquids són insolubles entre si (oli i aigua, gas i aigua…).
Solucions SATURADES: Ho sabem per la presència de material sòlid que ja s’ha dissolt quan s’afegeix més dissolvent.