Номер 3, страница 16 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Как перевести вещество из одного агрегатного состояния в другое?

Перевод вещества из одного агрегатного состояния в другое (фазовый переход) происходит при изменении его внутренней энергии, что достигается, как правило, путем изменения температуры и/или давления. Основной принцип заключается в изменении баланса между кинетической энергией движения частиц (молекул, атомов, ионов) и потенциальной энергией их взаимодействия (силами притяжения и отталкивания).

Плавление (переход из твердого состояния в жидкое)

Чтобы перевести вещество из твердого состояния в жидкое, его необходимо нагреть до определенной температуры, называемой температурой плавления. При нагревании частицы в кристаллической решетке твердого тела начинают колебаться все интенсивнее. Когда их кинетическая энергия становится достаточной, чтобы преодолеть силы, удерживающие их в узлах решетки, упорядоченная структура разрушается, и вещество становится жидкостью. На протяжении всего процесса плавления температура вещества остается постоянной, так как вся подводимая энергия идет на разрушение связей в кристалле.
Пример: таяние льда при температуре выше $0^\circ \text{C}$.

Ответ: Необходимо сообщить веществу энергию, как правило, путем нагревания до температуры плавления.

Кристаллизация или затвердевание (переход из жидкого состояния в твердое)

Это процесс, обратный плавлению. Чтобы жидкость стала твердым телом, у нее необходимо отнять энергию, то есть охладить до температуры кристаллизации (которая для чистых веществ равна температуре плавления). При охлаждении кинетическая энергия частиц уменьшается, они движутся медленнее. Когда их скорость становится настолько малой, что силы межмолекулярного притяжения могут удержать их друг около друга в упорядоченном положении, частицы выстраиваются в кристаллическую решетку. В процессе кристаллизации выделяется энергия (теплота кристаллизации), и температура вещества не меняется до полного затвердевания.
Пример: замерзание воды в лед при $0^\circ \text{C}$.

Ответ: Необходимо отнять у вещества энергию, как правило, путем охлаждения до температуры кристаллизации.

Парообразование (переход из жидкого состояния в газообразное)

Этот переход может происходить двумя способами: испарением и кипением.
Испарение — это процесс парообразования, происходящий с поверхности жидкости при любой температуре. Частицы, обладающие достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы притяжения соседних частиц и внешнее давление, покидают жидкость.
Кипение — это интенсивный процесс парообразования, который происходит во всем объеме жидкости при достижении определенной температуры (температуры кипения). При этой температуре давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению. Вся подводимая энергия идет на образование пара.
Пример: испарение воды из лужи или кипение воды в чайнике.

Ответ: Необходимо сообщить жидкости энергию путем нагревания, чтобы ее частицы получили достаточную кинетическую энергию для преодоления межмолекулярных сил и выхода в газовую фазу. Процесс можно ускорить, увеличив площадь поверхности (для испарения) или понизив внешнее давление.

Конденсация (переход из газообразного состояния в жидкое)

Это процесс, обратный парообразованию. При охлаждении газа (или его сжатии при постоянной температуре) его частицы замедляются и сближаются. Силы межмолекулярного притяжения начинают действовать эффективнее и объединяют частицы в капли жидкости. Этот процесс сопровождается выделением энергии.
Пример: образование росы на траве, запотевание окон.

Ответ: Необходимо отнять у газа энергию путем охлаждения или увеличить давление, чтобы сблизить его частицы и позволить межмолекулярным силам сформировать жидкость.

Сублимация или возгонка (переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое)

Некоторые вещества при определенных условиях (обычно при низком давлении) могут переходить напрямую из твердой фазы в газообразную. Для этого частицам на поверхности твердого тела нужно сообщить достаточно энергии, чтобы они сразу преодолели силы, удерживающие их в кристаллической решетке, и улетели в виде газа.
Пример: "испарение" сухого льда (твердого диоксида углерода) при атмосферном давлении, исчезновение нафталиновых шариков в шкафу.

Ответ: Необходимо нагреть твердое вещество при давлении ниже давления в его тройной точке.

Десублимация (переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое)

Это обратный сублимации процесс. При резком охлаждении газа его частицы могут сразу формировать кристаллическую решетку, не образуя жидкой фазы.
Пример: образование инея на ветках деревьев или морозных узоров на стекле зимой из водяного пара, содержащегося в воздухе.

Ответ: Необходимо резко охладить газ, чтобы его частицы перешли непосредственно в твердое состояние.

Ионизация и рекомбинация (переход в плазму и обратно)

При очень высоких температурах (тысячи и миллионы градусов) кинетическая энергия частиц газа становится настолько большой, что при их столкновениях электроны отрываются от атомов. Вещество превращается в плазму — ионизированный газ, состоящий из ионов и свободных электронов. Обратный процесс — остывание плазмы, при котором электроны "прилипают" обратно к ионам, образуя нейтральные атомы, — называется рекомбинацией.
Пример: вещество в звездах, молния, пламя.

Ответ: Для ионизации (перехода в плазму) газ необходимо нагреть до сверхвысоких температур. Для рекомбинации (возврата в газообразное состояние) плазму необходимо охладить.