Vypracovala: Božena Horváthová

 

 

Skupenstvo látky – charakterizuje stav látky súvisiaci so stupňom usporiadanosti častíc (molekúl, atómov, iónov.) Závisí od vzťahu medzi kinetickou a potenciálnou energiou častíc látky. Rozlišujeme skupenstvo plynné, kvapalné, pevné a plazmu.

 

Plynné skupenstvo – častice sa pohybujú voľne, ich kinetická energia je väčšia než energia ich vzájomného pôsobenia. Látka v plynnom skupenstve sa nazýva plyn. Plyny nemajú stály tvar ani objem.

 

Kvapalné skupenstvo – častice kmitajú okolo rovnovážnych polôh, ktoré sa s časom menia. Ich kinetická energia je porovnateľná s ich potenciálnou energiou. Kvapaliny nemajú stály tvar, ale zachovávajú si svoj objem.

 

Pevné skupenstvo – častice kmitajú okolo pevných rovnovážnych polôh. Potenciálna energia častíc je väčšia ako ich kinetická energia. Pevné látky si zachovávajú svoj tvar aj objem.

 

Plazma – je ionizovaný plyn tvorený nositeľmi voľného elektrického náboja.

 

Fyzikálny dej, pri ktorom sa mení skupenstvo látky, sa nazýva zmena skupenstva.



1) Topenie a tuhnutie

Topenie a tuhnutie kryštalických látok prebieha pri určitej teplote tt – teplote topenia (tuhnutia). Teplota topenia (tuhnutia) závisí od vonkajšieho tlaku. Pre väčšinu látok sa s rastúcim tlakom zvyšuje (výnimku tvorí napr. voda). Na obr. drôt tlačí na ľad, zvyšuje tlak, teplota topenia ľadu je nižšia ako 0 0C.

Drôt vniká do ľadu, lebo sa pod ním topí. Voda nad ľadom, kde je nižší tlak zamŕza. Takto drôt prereže ľadovú kocku bez toho, aby ju rozdelil na dve časti).




Látky, ktorých teplota topenia vzrastá (klesá) s rastúcim tlakom, pri topení svoj objem zväčšujú (zmenšujú). Normálna teplota topenia (tuhnutia) je teplota, pri ktorej sa látka topí (tuhne) za normálneho tlaku (pn ≈ 101 kPa).

 

Amorfné látky pri zohrievaní postupne mäknú, až sa premenia na kvapalinu. Preto nemajú stálu teplotu topenia.

 

Počas topenia (tuhnutia) je tuhé a kvapalné teleso v rovnovážnom stave a jeho teplota tt sa nemení. Pri topení musí látka teplo prijímať, pri tuhnutí látke teplo odoberáme.

 

Topenie – premena tuhého telesa na skupenstvo kvapalné. Keď ohrievame pevnú látku, zväčšuje svoju teplotu. Keď dosiahne teplotu topenia tt, prestane sa zvyšovať teplota a pevná látka sa začne premieňať na kvapalinu rovnakej teploty. Keď sa pevná látka topí, prijíma teplo a zväčšuje sa kinetická energia jej molekúl. Častice zväčšujú vzdialenosť od bodov, okolo ktorých kmitajú. Pri dostatečnej rýchlosti molekúl se narušuje väzba medzi časticami. Kryštalická mriežka sa rozpadá. Pri topení látka prijíma teplo, ktoré sa nazýva skupenské teplo topenia Lt. Skupenské teplo topenia viazané na jeden kilogram látky je

Merné skupenské teplo topenia lt:


Merné skupenské teplo topenia je množstvo tepla, ktoré musíme dodať jednému kilogramu pevnej látky, aby se premenila na kvapalinu rovnakej teploty a hmotnosti. [lt] = J x kg–1. Merné skupenské teplo topenia niektorých látok sú v MFCHT.

 

Tuhnutie – Pri dosiahnutí teploty tuhnutia sa začnú v kvapaline vytvárať kryštalizačné jadrá. K nim sa pripájajú a pravidelne usporiadavajú ostatné častice. Z viacerých kryštalických jadier vzniká polykryštalická látka. Keď vznikne jedno jadro, vzniká monokryštalická látka.

 

2) Sublimácia a desublimácia

 

Sublimácia – je priamy prechod látky tuhého skupenstva do plynného skupenstva. Sublimuje sneh, naftalín,…

 

Desublimácia - priamy prechod látky plynného skupenstva do tuhého skupenstva. Príkladom je vznik kryštálikov jódu z jódových pár.

 

Pri sublimácii musí látka teplo prijímať, pri desublimácií musíme latke teplo odoberať. Merné skupenské teplo sublimácie (desublimácie) ls: .

 

Pre danú látku závisí od teploty.

 

3) Vyparovanie a kondenzácia

 

Vyparovanie je prechod z kvapalného skupenstva do skupenstva plynného. Plyn, ktorý vzniká sa nazýva para. Vyparovanie prebieha na povrchu kvapaliny pri každej teplote, pri ktorej existuje kvapalina. Pri teplote varu prebieha vyparovanie v celom objeme kvapaliny ktoré sa nazýva var. Teplota varu závisí od tlaku. Var nastáva, ak tlak nasýtených pár dosiahne hodnotu tlaku nad voľným povrchom kvapaliny. Aby nastalo vyparovanie pri danej teplote, musí látka prijať teplo. Pri vare sa všetko dodávané teplo spotrebuje na premenu skupenstva, teplota sa nemení. Merné skupenské teplo vyparovania (kondenzácie)lv:

 

Závisí od teploty – s rastúcou teplotou klesá.

 

Nasýtená para – pri vyparovaní do uzavretého priestoru sa vytvorí rovnovážny stav medzi kvapalným a plynným skupenstvom látky. Ak sa nezmení teplota, zostáva tlak pár nad kvapalinou konštantný. Pri izotermickom zmenšení objemu časť pár sa skvapalní, tlak sa nezmení. Vzniká nasýtená para. Pre nasýtenú paru platí:

  1. Tlak nasýtenej pary pri stálej teplote nezávisí od objemu.

  2. Tlak nasýtenej pary nad kvapalinou s rastúcou teplotou rastie.

 

Fázový diagram – znázorňuje rovnovážne stavu jednotlivých skupenstiev.

A - trojný bod látky, ktorý znázorňuje rovnovážny stav pevnej, kvapalnej a plynnej fázy tej istej látky.

K - kritrický bod. Určuje kritickú teplotu, pod ktorú musíme ochladiť plyn, aby sme ho mohli skvapalniť zvyšovaním jeho tlaku.

k p – krivka nasýtenej pary

k t - krivka topenia – každý jej bod charakterizuje rovnovážny stav kvapaliny a tuhej látky ( závislosť teploty topenia od tlaku)

k s – sublimačná krivka - každý jej bod charakterizuje rovnovážny stav sústavy tuhá látka a nasýtená para.





Uvedené krivky rozdeľujú diagram na tri časti. Každý bod časti I charakterizuje látku v tuhom skupenstve, v časti II v kvapalnom skupenstve, v časti III v plynnom skupenstve.

 

Vlhkosť vzduchu – určuje množstvo vodnej pary v atmosfére.

 

Absolútna vlhkosť vzduchu

kde m je hmotnosť vodných pár obsiahnutých v objeme vzduchu V. Jednotkou je kg.m – 3.

 

Relatívna vlhkosť vzduchu: φ = . 100 % ;

kde Φm je absolútna vlhkosť, ktorú by pri danej teplote mala nasýtená para.

 

Rosný bod – je teplota, pri ktorej sa vodná para v atmosfére stane nasýtenou.



Použitá literatúra:

fyzika pre 2.ročník gymnázia Svoboda , Baník

Vladimír Lank , Miroslav Vondra - Fyzika v kocke pre stredné školy

Gobel, Schulze- fyzika pre maturantov