Aine ehitus (2)

Füüsika

1.Kineetilise ja potentsiaalse energia vahekord erinevate aine olekute vahel.

Iga aine võib esineda gaasilises, vedelas või tahkes olekus. See on määratud molekulide vahel mõjuvate tõmbe- ja tõukejõududega. Need jõud põhjustavad molekulidevahelist potentsiaalset energiat, mis koos molekulide kineetilise energiaga moodustavad siseenergia . Gaaside korral on molekulide keskmine kineetiline energia palju suurem molekulidevahelisest potentsiaalsest energiast ja ideaalse gaasi korral loetakse potentsiaalne energia võrdseks nulliga. Vedelike korral on molekulide keskmine kineetiline energia ligikaudu võrdne keskmise potentsiaalse energiaga, aga tahkiste korral sellest palju väiksem.

2. Ülekandenähtused: difusioon , soojusjuhtivus ja sisehõõre.

Erinevates olekutes kulgevad erinevalt ka ülekandenähtused. Ülekandenähtused toimuvad molekulide soojusliikumise ja molekulidevaheliste põrgete tõttu.
Difusioon - seisneb ühe aine molekulide tungimises teise aine molekulide vahele. Difusioon esineb siis, kui molekulide kontsentratsioon ruumi eri piirkondades on erinev.
Soojusjuhtivus - seisneb soojusenergia levikus kõrgema temperatuuriga süsteemi osast madalama temperatuuriga ossa . Soojusjuhtivus esineb siis, kui ruumi eri osades on ainel erinev temperatuur.
Sisehõõre - seisneb molekulide impulsside ülekandumises, mille tulemusena aeglasemad ainekihid pidurdavad kiiremate liikumist ja vastupidi, kiiremad sunnivad aeglasemaid kiiremini liikuma. Sisehõõre esineb siis, kui aine voolab kihiti ja kihtide liikumiskiirused muutuvad kihist kihti.

3. Pindpinevuse ja pindpinevusjõu mõiste.

Pindpinevus - Vedeliku pinnamolekulid mõjustavad üksteist tõmbejõududega, mis on suunatud piki pinda ja püüavad pinna suurust vähendada
Pindpinevusjõud - Jõudu, mida kokkutõmbuv vedelikupind avaldab temaga piirnevatele kehadele, nimetatakse pindpinevusjõuks

4. Märgav ja mittemärgav vedelik: Too näiteid.

Kui vedeliku molekulide omavahelised tõmbejõud on väiksemad kui vedeliku ja tahke keha molekulide vahel, siis valgub vedelik keha pinnal laiali ja öeldakse, et on tegemist märgamisega. Kui vedeliku molekulide omavahelised tõmbejõud on suuremad , siis on tegemist mittemärgamisega. Sel juhul võtavad väikesed vedelikutilgad horisontaalsel pinnal kera kuju. Märgav vedelik on näiteks vesi, mittemärgav elavhõbe.

5. Kapillaarsuse mõiste. Too näited.

Kui vedelikku asetada sellisest materjalist peenike toru ( kapillaar ), mida vedelik märgab, siis tõuseb vedelik torus kõrgemale vedeliku pinnast anumas. Sellist nähtust nimetatakse kapillaarsuseks.
Kapillaarsus on nähtus, kus vedelik pindpinevusjõu tõttu tõuseb (või langeb) peenikestes torudes - kapillaarides . Kui vedeliku molekulid tõmbuvad kapillaari seinte ainega tugevamini kui teineteisega, siis vedelik märgab toru ja ronib toru seinu mööda üles. Paber märgub hästi ja paberi kiudude vahel on palju kitsaid vahesid, kuhu vesi sel viisil pugeda saab. See võimaldabki paberist teha vooliku, mis ise vett imeb. Vedeliku tõusu kõrgus kapillaaris on pöördvõrdeline kapillaari sisemise läbimõõduga - mida peenemad on kapillaarid, seda kõrgemale vesi nendes tõuseb.

6. Mis eristab tahkised ja amorfsed ained? Too näited.

Tahkeid aineid jaotatakse kaheks: amorfsed ained ja tahkised ehk kristallid . Tahkises paiknevad molekulid korrapäraselt, amorfses aines aga mitte. Tahkes aines paiknevad molekulid reeglina veel tihedamalt kui vedelikus . Tahkises ei saa molekulid ümber paikneda, küll aga võnguvad nad kindlate tasakaaluasendite ümber. Amorfses aines võib toimuda väga aeglane molekulide ümberpaiknemine (voolamine), kuid ka seal on põhiliseks liikumisvormiks võnkumine. Ka tahketes ainetes leiavad aset ülekandenähtused. Soojusjuhtivustegur on veel suurem kui vedelikul, difusioonitegur aga palju väiksem kui vedelikus. Sisehõõre puudub tahkises täielikult, amorfse aine korral esineb , kuid sisehõõrdetegur on palju suurem kui vedelikul.
Tahkises paiknevad molekulid kindla korra järgi. Kõik metallid ja mineraalid on tahkised.
Tahkises, kus osakesed paiknevad kindla korra järgi, sõltuvad mitmed aine omadused suunast . Näiteks tahkise tugevus oleneb sellest, millises suunas teda kokku suruda. Samuti on tahkise soojusjuhtivus erinevates suundades erinev. Sellist aine omaduste sõltuvust mõjumissuunast nimetatakse anisotroopiaks.
Tahkeid aineid, millel kristallstruktuur puudub, nimetatakse amorfseteks aineteks. Neil on vedelikele sarnane omadus voolata. Voolamiskiirus on aga nii väike, et seda palja silmaga ei märka. Amorfsetel ainetel puudub kindel sulamistemperatuur , nad muutuvad järkjärgult voolavamateks ja pole võimalik eristada vedelat olekut tahkest. Samuti ei olene amorfse aine omadused suunast - nad on isotroopsed. Amorfsed ained on näiteks klaas, orgaaniline klaas (pleksiklaas), enamik plastmasse, kummi, bituumen jms.

7. Üleminekud ühest agregaatolekust teise

Iga aine võib olla kolmes olekus: gaasilises, vedelas või tahkes. Neid nimetatakse ka aine agregaatolekuteks.
Kui aine läheb tahkest agregaatolekust vedelasse, siis sellist üleminekut nimetatakse sulamiseks. Üleminekut vedelast olekust tahkesse nimetatakse tahkestumiseks ehk kristalliseerumiseks. Üleminekut vedelast olekust gaasilisse nimetatakse aurustumiseks. Üleminekut gaasilisest olekust vedelasse nimetatakse kondenseerumiseks ehk veeldumiseks . Üleminekut tahkest olekust gaasilisse nimetatakse sublimeerumiseks ja gaasilisest olekust tahkesse härmatumiseks.

8. Siseenergia üleminekutel ühest agregaatolust teise.

Sulamise korral aine siseenergia suureneb. Tahkestumise korral aga siseenergia väheneb, aurustumise puhul suureneb, üleminekul gaasilisest vedelasse siseenergia väheneb, tahkest olekust gaasilisse siseenergia suureneb, ja härmatumise korral väheneb.
Q=cm