Pevné látky

1. STAVOVÉ CHOVÁNÍ SYSTÉMU Podle stavu uspořádanosti, v jakém se mohou vyskytovat atomy, molekuly, popř. ionty při vytváření hmotných celků Kapaliny molekuly jsou ve stálém styku, který je udržován jejich přitažlivými silami. Mají ještě určitou volnost pohybu, takže nezaujímají vzájemně stálé polohy, ale při tom se nemění jejich mezimolekulární vzdálenosti. Proto kapaliny snadno mění svůj tvar, ale objemové změny závisející na vnějších podmínkách jsou značně omezené. Plyny molekuly poměrně řídce rozptýleny v prostoru, který rovnoměrně vyplňují. Pohybují se v něm zcela neuspořádaně, při čemž na sebe neustále narážejí. Tento pohyb brání molekulám shlukovat se v těsnější svazky. Odtud vyplývá dokonalá tvarová proměnlivost plynu a velká proměnlivost jeho objemu při změnách tlaku a teploty. Pevné látky atomy, molekuly či ionty rovněž v těsném styku, na rozdíl od kapalin v celém objemu - vnitřní uspořádanost. Vytvářejí pevnou strukturu, ve které jsou jejich vzájemné polohy fixovány a částice mohou kmitat jen ve vymezených polohách. Pevné látky jsou proto odolné jak proti tvarovým tak proti objemovým změnám.

2. Snižování teplotypodporuje uplatnění přitažlivých sil mezi částicemi, které se tak mohou těsně shlukovat, až vytvoří pravidelně uspořádané seskupení. Zvyšování teplotysoučasné snižování tlaku ruší uspořádanost, látka přechází do kapalného a pak plynného stavu Teplota a tlak, při kterých dochází kfázovému přechodu látky z jednoho skupenství do druhého, závisí na povaze látky samé Fyzikální nebo chemická změna stavu systému=děj

3. Popisstavovéhochovánísystému vztah mezi teplotou T, tlakem p, látkovým množstvím složek v systému nia jeho objemem V tabulkou graficky – stavovým diagramem matematickým vztahem – stavovou rovnicí

4. Stavový diagram čistá látka (jednosložková soustava) - tři proměnné tlak p, teplotaT a molární objem (Vm = V/n) prostorový diagram oblast kapalné fáze oblast plynné fáze oblast pevné fáze kritický bod kritická teplota teplota trojného bodu dvoufázové oblasti

5. P-Tdiagram

6. T-Vmdiagram

7. p-Vmdiagram kritický tlak tlak nasycené páry v trojném bodě kritická izoterma

8. Stavová rovnice f (T, p, V, n1, n2, ...) = 0 Dalton 1802 Charles 1787 Boyle 1662 Gay-Lussac 1808 Avogadro 1811

9. Emile Clapeyron 1845 Stavová rovnice ideálního plynu pV = nRT pVm = RT univerzální plynová konstanta: Avogadrův zákon: ve stejných objemech plynů různé chemické povahy za stejné teploty a tlaku je stejný počet molekul u všech plynů stejný objem Vm0 = 22,41361 dm3 mol–1

10. Ideální plyn kinetická teorie plynů souhrn představ o povaze elementárních částic • plyn se skládá z velikého počtu velmi malých částic, které jsou • v neustálém neuspořádaném pohybu, • objem molekul je zanedbatelný vedle objemu nádoby, • mezi molekulami nepůsobí přitažlivé ani odpudivé síly, • vzájemné srážky molekul i srážky molekul • se stěnami nádoby jsou dokonale pružné • a dochází při nich pouze k předávání • hybnosti a kinetické energie.

11. Izobary ideálního plynu (p = konst.) V/T = konst.

12. Izotermy ideálního plynu (T = konst.) p Vm= konst., popř.p = (1/Vm)konst = m. konst

13. Izochory(V = konst.), p/T = konst.

14. REÁLNÉ PLYNY Netvař se tak sklesle, představ si, že je to měřič IQ reálné plyny při konstantní teplotě ideální plyn

15. Boyleova teplotaTB teplota, při níž v  lze poměrně širokém rozmezí tlaků popsat chování reálného plynu ideální stavovou rovnicí při T < TB při nižších tlacích převládají přitažlivé síly mezi molekulami, se stoupajícím tlakem se stále více začínají uplatňovat síly odpudivé. při T > TB  se již od nejnižších tlaků uplatňují pouze odpudivé síly.  Minimum na izotermě: přitažlivé síly = odpudivé síly Kompresibilitní faktor - vyjádření odchylek od stavové rovnice ideálního plynu ideální plyn z = 1

16. Stavové rovnice reálných plynů zavádějí korekce na neideální chování vyjadřují odchylky mocninovými vztahy Van der Waalsova rovnice (1873) korekce na vlastní objem molekul korekce na existenci přitažlivých a odpudivých mezimolekulárních sil

17. Kondenzace reálných plynů a kritický bod plyn kritická izoterma pára tlak nasycené páry přiT1 nenasycenápára- má tlak nižší než je tlak nasycené páry nasycenápára - pára která je při dané teplotě v rovnováze s kapalinou přesycenápára -má tlak vyšší „permanentní“ plyny zvyšováním tlaku při nadkritické teplotě nelze zkapalnit

18. Stavová rovnice a kritický stav

19. STAVOVÉ CHOVÁNÍ SMĚSÍ Ideální směs Daltonův zákon p = p1 + p2 + + pk piV= niRT složka i: pi = xip pV= nRT celá směs: Amagatův zákon

21. STAVOVÉ CHOVÁNÍ KAPALIN plynný stav pevný stav přechodový stav hmoty kapaliny modely: ideální plyn ideální krystal dokoná neuspořádanost na molekulární úrovni nejdokonalejší uspořádání elementárních částic kompromis mezi uspořádaností a chaosem

22. Mezimolekulární síly - působí jen na velmi krátké vzdálenosti alemohou udržet kapaliny v určitém objemu. Molekuly určitou mají volnost pohybu  kapaliny jsou pohyblivé. objem kapalin není závislý na velikosti nádoby je jasně ohraničen volným povrchem tvarem se kapaliny přizpůsobují tvaru nádoby hustota větší než hustota plynů koeficienty tepelné roztažnosti a stlačitelnosti jsou podstatně menší než u plynů Hustota kapaliny s rostoucí teplotou klesá v celém oboru její existence; výjimka: voda (max. hustota při 3,98C)  tabelace: izobarický koeficient teplotní roztažnosti  empirické rovnice, např. =o(1 + at + bt2 + ct3 + ), [p] S tlakemhustota nepatrně stoupá (asi o 0,005 % při zvýšení tlaku o 100 kPa) tabelace: izobarický koeficient teplotní roztažnosti