Wasserkreislauf

Änderungen im Zustand

Die Masse kann in 3 Aggregatzuständen vorkommen – gasförmig, flüssig und fest.

Der Feststoff hat eine gleichbleibende Form und Volumen. Die Feststoffe werden in kristalline und amorphe Substanzen getrennt. Ein typisches Merkmal für kristalline Substanzen ist die regelmäßige Anordnung von Partikeln (z. B. Diamant, Salz, verschiedene Metalle – Kupfer, Zink, Blei usw.). Umgekehrt haben amorphe Substanzen keine regelmäßige Partikelanordnung (z. B. Glas, Wachs). Flüssige und gasförmige Substanzen können frei „fließen“ und sich der Form des Behälters anpassen. Eine Änderung des Aggregatzustands tritt normalerweise durch Änderung der Temperatur auf, d. h. durch kühlen und heizen. In der Literatur können wir auch einen sogenannten vierten Aggregatzustand finden, der Plasma genannt wird. Es ist ein ionisiertes Gas aus Ionen und Elektronen (möglicherweise aus neutralen Atomen und Molekülen). Es hat keine feste Form und kann elektrischen Strom leiten und auf magnetische Felder reagieren.

Phasenumwandlung

Wenn wir den Aggregatzustand der Materie von einem zum anderen ändern, sprechen wir über Phasenumwandlung. Die Phasenumwandlung verändert auch einige Eigenschaften von Substanzen, wie z. B. Volumen, Dichte, Wärmeleitfähigkeit usw.

Erhitzen– beim Erhitzen eines Körpers, der aus einer kristallinen Substanz (z. B. Eis, Metall) besteht, steigt die Temperatur, bis sie den Schmelzpunkt (unterschiedlich für verschiedene kristalline Substanzen) erreicht und sich der Zustand von fest zu flüssig ändert. Der Schmelzpunkt der kristallinen Substanz hängt vom Außendruck ab. Beim Erhitzen einer amorphen Substanz erweichen die Substanzen allmählich und werden allmählich zu einer Flüssigkeit. Im Gegensatz zu kristallinen Substanzen haben sie keinen bestimmten Schmelzpunkt. Zum Beispiel kann Holz nicht bis zum Schmelzpunkt erhitzt werden – es zersetzt sich. Der Schmelzpunkt wird, wie aus der Wintersaison bekannt, durch Streuen von Salz reduziert. Wenn wir den gefrorenen Gehweg mit Salz bestreuen, reduzieren wir die Schmelztemperatur und Eis schmilzt. Bei Erwärmung erhöhen die meisten Substanzen ihr Volumen. Eine Ausnahme ist zum Beispiel Eis, das während des Erhitzens sein Volumen verringert und im Gegenteil beim Erstarren zunimmt.

Verfestigung– bei der Abkühlung der Flüssigkeit, die aus dem Erhitzen der kristallinen Substanz resultiert, findet ihre Veränderung am Gefrierpunkt statt, d. h. sie ändert sich in Feststoff. Fester Zustand entsteht jedoch nicht sofort. Wenn die Flüssigkeit den Gefrierpunkt erreicht, wird der sogenannte Kondensationskern nach und nach gebildet, mit denen nacheinander weitere Partikel verbunden und angeordnet werden. Bei Verfestigung verringern die meisten Substanzen ihr Volumen.

Sublimation– ist die Umwandlung eines Feststoffs in eine gasförmige Substanz, z. B. Jod, Kampfer, Trockeneis, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen.

Desublimation– ist der entgegengesetzte Prozess zur Sublimation. Es ist also die Umwandlung der Substanz vom gasförmigen in den festen Zustand. Das Gas geht ohne Kondensation direkt in den Feststoff über.

Verdampfung– eine Umwandlung von Flüssigkeit in Gas, die auf der Oberfläche einer flüssigen Substanz bei jeder Temperatur stattfindet, bei der der flüssige Zustand vorliegt. Die Verdampfungsgeschwindigkeit hängt von der Art der Flüssigkeit (beispielsweise ist die Verdampfung des Äthers am schnellsten), von der Temperatur (mit zunehmender Temperatur steigt die Verdampfungsgeschwindigkeit) und von der Größe der Oberfläche ab. Mit zunehmender Temperatur steigt auch die Verdampfungsgeschwindigkeit.

Kondensation– Umkehrung der Verdampfung d. h. Änderung des gasförmigen Zustands in Flüssigkeit. Diese Änderung tritt beispielsweise beim Absenken der Temperatur auf.