Undersøk korleis partiklar i gassar, væsker og faste stoff beveger seg. Finn ut korleis temperatur og krefter mellom partiklane påverkar faseovergangar.
Korleis verkar krefter mellom partiklar i gassar, væsker og faste stoff?
Stoff kan vanlegvis vere i tre ulike tilstandar:
fast form
væske
gass
(Det finst òg ein fjerde aggregattilstand, plasma, men den er du ikkje innom i denne aktiviteten.)
I denne aktiviteten skal du undersøke modellar av eit stoff ved ulike temperaturar.
Sjølve atoma (og molekyla) forandrar seg ikkje når temperaturen blir endra. Men kreftene mellom partiklane og kor mykje dei beveger seg, blir påverka av temperaturen.
Kva er ein partikkel?
Ein partikkel er ein liten lekam, som ein støvpartikkel eller liknande. I fysikken blir ordet partikkel brukt om atom, molekyl og elementærpartiklar (til dømes proton, nøytron og elektron). ("partikkel (fysikk)," 2024)
Gassar
Klikk på avspelingsknappen for å sjå korleis atom i ein gass beveger seg.
Merk to atom. Legg merke til korleis atoma beveger seg i forhold til kvarandre.
Oppgåver
Beskriv rørsla til partiklane som er i gassform.
Biletet viser eit tilsynelatande tomt glas. Kvifor er det ikkje mogleg å lagre ei fast mengde gass i ein open behaldar som eit slikt glas?
Løysingsforslag
Atom i ein gass beveger seg raskt, fritt og tilfeldig. Dei kolliderer med kvarandre og med omgivnadene.
Sjølv om glaset ser tomt ut, er det faktisk fylt med luft, som er ei blanding av ulike gassar. Grunnen til at vi ikkje kan lagre en fast mengde gass i et åpent glass, er at gassmolekyler alltid er i rask og konstant bevegelse. I en åpen beholder har gassmolekylene ingen vegger som holder dem inne. Derfor vil de spre seg og forsvinne ut i omgivelsene.
Væsker
Trykk på avspelingsknappen for å sjå korleis atom og andre partiklar beveger seg i ei væske.
Merk to atom. Legg merke til korleis dei to atoma beveger seg i forhold til kvarandre.
Oppgåver
Beskriv korleis atoma beveger seg i ei væske. Korleis beveger to atom seg i forhold til kvarandre?
Biletet viser eit glas som er halvfullt med vatn.
Kvifor er alt vatnet samla nedst i glaset?
Løysingsforslag
I ei væske er atom eller molekyl i rørsle, men dei beveger seg langsamare enn i ein gass. Atoma glir forbi kvarandre i ei tilfeldig og uordna rørsle. Dei er tettpakka, men ikkje fastlåste slik som i eit fast stoff. Atoma/molekyla kolliderer ofte med kvarandre, men held likevel fram med å vere relativt nære kvarandre.
Vatnet er samla nedst i glaset på grunn av tyngdekrafta. Tyngdekrafta trekker vassmolekyla mot botnen av glaset, slik at væska fyller den nedste delen. Vatn, som er ei væske, har fast volum og kan ikkje komprimerast lett. Det kan ikkje spreie seg som ein gass, men det tek form av botnen av glaset og blir halde der av tyngdekrafta.
Fast form
Klikk på avspelingsknappen for å sjå korleis atom beveger seg i eit stoff som er i fast form.
Merk to atom. Legg merke til korleis atoma beveger seg i forhold til kvarandre.
Oppgåver
Beskriv korleis atoma beveger seg i stoff som er i fast form. Korleis beveger molekyla seg i forhold til kvarandre?
Biletet viser saltkrystallar.
Kvifor har salt i fast form ei bestemd form?
Kvifor blir ikkje forma endra?
Løysingsforslag
Atoma/molekyla er tett pakka og ordna i eit regelbunde mønster. Dei har ikkje fri rørsle, men dei kan vibrere litt på dei faste plassane sine. Bindingane mellom atoma/molekyla er sterke, noko som held dei på plass.
Saltkrystallar
Salt i fast form består av små krystallar med ein krystallstruktur. Denne strukturen er eit resultat av ionebindingar mellom natriumion (Na⁺) og kloridion (Cl⁻). Iona er ordna i eit regelbunde, tredimensjonalt mønster som gir salt ei bestemd form.
Krystallforma er stabil fordi iona tiltrekker kvarandre sterkt i denne bestemde strukturen.
Faseovergangar
Tilstanden eit stoff er i, blir bestemd av temperatur og tiltrekningskrefter mellom partiklane stoffet er bygd opp av.
Utforsk kva rolle temperatur og tiltrekkingskrefter mellom partiklar (Van der Waals-krefter) har på tilstanden til eit stoff.
Oppgåver
Korleis kan du avgjere om eit stoff er i fast form, væskeform eller i gassform? (Hint: Legg merke til korleis partiklane beveger seg i forhold til kvarandre i ulike tilstandar.)
Løysningsforslag
Fast form: Partiklane er ordna i eit mønster og held seg på plass mens dei vibrerer.
Væske: Partiklane beveger seg uordna, men dei forblir samla og glir rundt kvarandre.
Gass: Partiklane beveger seg raskt, tilfeldig og kolliderer med kvarandre.
Svar på spørsmåla.
Løysingsforslag
Fast form: Partiklane er ordna i eit mønster og held seg på plass mens dei vibrerer.
Væske: Partiklane beveger seg uordna, men dei forblir samla og glir rundt kvarandre.
Gass: Partiklane beveger seg raskt, tilfeldig og kolliderer med kvarandre.
Inga rørsle ved det absolutte nullpunktet
Dess meir atom og molekyl rører seg, dess større rørsleenergi har dei. Større rørsle gir høgare temperatur.
På kelvinskalaen er det absolutte nullpunktet. Dette svarer til . Ved denne temperaturen er atom og molekyl (teoretisk sett) heilt i ro.
