Ainete olekud, erisoojus (0)

•Ained võivad olla erinevates olekutes ka ühe agregaatoleku (tahke, vedel, gaasiline) piires.
•Ühesuguse keemilise koostise ja ühesuguste füüsikaliste omadustega termodünaamilise süsteemi osa nimetatakse faasiks.
•Üleminekut ühest faasist teise nim. faasisiirdeks.
•Faasisiirdeid tahke oleku piires nim. rekristallisatsiooniks.
Näit. tinakatk, terase karastamine, jää 1… jää 7
Tahke->vedel( sulamine ); vedel->tahke(tahkestumine e- kristalliseerumine ); vedel->gaasiline( aurustumine ); gaasiline->vedel( kondenseerumine ); tahke->gaasiline( sublimatsioon ); gaasiline->tahke(härmatumine).
Antud aine puhul on iga rõhu väärtuse jaoks olemas temperatuuri väärtus, mille korral aine võib olla kahes faasis korraga.
Seda temperatuuri nim. siirdetemperatuuriks.
Siirdetemperatuuril on 2 faasi tasakaalus.
Kolm faasi võivad antud aine jaoks olla tasakaalus ainult kindlal rõhul ja temperatuuril. Seda olekut nim. kolmikpunktiks.
Iga aine jaoks on olemas temperatuuri väärtus, millest kõrgemal ei ole võimalik gaasilist faasi kokku surudes vedelikuks muuta.
Ideaalse gaasi olekuvõrrand ei kirjelda üheski olukorras täielikult reaalse gaasi käitumist.
Madalal temperatuuril ja kõrgel rõhul pole see üldse rakendatav.
Kõrgel rõhul põrkuvad osakesed tihedamalt , madalal temperatuuril läheb ideaalse gaasi ruumala nullilähedaseks.
Reaalse gaasi molekulidel on lõplikud mõõtmed.
Seetõttu ei pääse nad üksteisest takistuseta mööda vaid põrkuvad lisaks anuma seintele veel ka omavahel.
Näit. Lõhn levib tegelikkuses aeglasemalt kui näitab arvutuse tulemus lähtudes ideaalse gaasi molekulaarkineetilise teooria põhivõrrandist (~700 m/s).
Reaalse gaasi molekulide vahel mõjuvad tõmbejõud, mis on umbes 10 molekuli läbimõõdu kaugusel küllalt arvestatavad.
Reaalse gaas kokkusurumisel vastab ligikaudu ideaalse gaasi kokkusurumisele ainult teatud molekulide kauguste piir.
Kui gaasi molekulid on üksteisest kaugemal kui 10 läbimõõtu kirjeldab ideaalse gaasi olekuvõrrand kuigivõrd gaasi käitumist.
•Sellest piirist lähemal muutub kokkusurumine lihtsamaks.
•Kui molekulid on üksteisest ligikaudu ühe molekuli kaugusel, muutub kokkusurumine taas raskemaks.
•Reaalse gaasi uurimisel tuleb arvestada molekulide ruumala ja molekulidevahelist vastastikmõju.
•Seda kirjeldab reaalse gaasi olekuvõrrand e. Van der Waalsi võrrand
a-molekulidevahelisi tõmbejõude iseloomustav konstant
b-molekulide ruumala iseloomustav konstant
Konstandid a ja b on katseliselt määratavad iga gaasi jaoks eraldi.
Temperatuuri langedes vedelik tahkestub.
Molekulide keskmine kineetiline energia väheneb.
Molekulid ei suuda enam lahkuda nende kõrval olevate molekulide mõjupiirkonnast.
Nad jäävad mingi tasakaaluasendi ümber võnkuma.
Looduses kehtib põhimõte, mille kohaselt iga süsteem omab minimaalset antud tingimustes võimalikku energiat.
Molekulid asetuvad nii, et nende potentsiaalne energia on minimaalne.
Minimaalne potentsiaalne energia on molekulidel vaid teatud korrapärase asetuse puhul.
Korrapäraselt asetunud molekulide kogumit nimetatakse kristalliks.
Keedusoola kristallide ruumvõre tuvastas esmakordselt saksa teadlane Max Laue 1912 a. röntgenstruktuuranalüüsi abil.
Kui ühesugune korrapära säilib üle terve ainetüki, on tegemist monokristalliga.
Kui korrapära antud ainetüki piires muutub on tegemist polükristalliga.
Kui kristalli füüsikalised omadused ei sõltu suunast , on aine isotroopne, kui sõltuvad, on aine anisotroopne.
Näit. kvartskristallist teatud sihis väljalõigatud plaadikese elektrilisel pingestamisel teatud suunas hakkab plaadike võnkuma sünkroonselt elektrivälja võnkumisega ( s.o. piesoelektriline pöördefekt).
Amorfsed ained on “pealtnäha” tahked , aga neil puudub kristalliline struktuur.
Amorfsed ained on väga suure sisehõõrdeteguriga vedelikud.
Nad on teatud üleminekuseisundis e. metastabiilses olekus.
Amorfsesse olekusse võib viia iga aine kui ta väga kiiresti maha jahutada.
Sel juhul ei jõua molekulid moodustada regulaarseid struktuure ja jäävad võnkuma selle asendi ümber, kus nad jahtumise hetkel on.
Amorfsed ained võivad aja jooksul kristalliseeruda.
Näit. klaas, pigi, plastmassid .
•Vedelike mõned füüsikalised omadused on gaaside ja tahkete ainete vahepealsed.
•Nad on raskesti kokkusurutavad, aga muudavad kergesti kuju.
•Molekulidevahelised kaugused on võrreldavad molekulide mõõtmetega.
Vedeliku omadust püüda säilitada antud tingimustes võimalikult väikest pinda nimetatakse pindpinevuseks.
Vedelike pindmiste molekulide vahel mõjub pindpinevusjõud.
Kui muid jõudusid peale pindpinevusjõu ei mõju, püüab vedelik võtta kera kuju.
Raskusjõud venitab kukkuva vedelikupiisa välja.
Pindpinevust põhjustavad molekulaarsed jõud.
Vedelikuosakest vedeliku sees ümbritsevad teised osakesed.
Resultantjõud, millega teised osakesed mõjutavad vaadeldavat osakest, on null.
Väliskeskkonna molekulid tõmbavad vedeliku pinnamolekuli nõrgemalt kui vedeliku enda molekulid. Resultantjõud on suunatud vedeliku sisse.
Pindpinevustegur α on füüsikaline suurus, mis on võrdne vedeliku pinna ühe ühiku võrra suurendamiseks vajaliku tööga. A=FΔx ΔS=2lΔx

Kui vedelik satub kokkupuutesse mõne teise ainega, siis vedeliku pinna kohal ei ole enam vaba ruum vaid teise keha molekulid, mis mõjutavad vedeliku molekule.
Seetõttu püüdleb vedelik teise aine poole või sellest eemale.
Kui teise keha molekulide tõmme on suurem kui vedeliku enda molekulide tõmme, püüab vedelik kleepuda aluse külge.
Siis öeldakse, et vedelik märgab keha. Vesi märgab enamust tahkeid aineid.
Kui teise keha molekulide tõmme on väiksem kui vedeliku enda molekulide tõmme, püüdlevad vedelikupinna ääred alusest eemale.
Elavhõbe ei märga peaaegu ühtegi pinda. Märgamisega seotud nähtusi peenikestes torudes nimetatakse kapillaarsuseks.
Tänu kapillaarsusele saab toimuda tõusev vedelikuvool taimedes
Difusioon on ainete iseeneslik segunemine.
Ühe aine molekulid tungivad teise aine molekulide vahele.
Difusioon on seda kiirem, mida hõredamad on segunevad ained.
Difusiooni kiirus on võrdeline molekuli keskmise vaba teepikkusega (teepikkus, mille molekul läbib kahe põrke vahel) ja temperatuuriga ning pöördvõrdeline molekulmassiga.
Soojusjuhtivus on ülekandenähtus, kus molekulide soojusliikumise energia kandub omavaheliste põrgete tulemusel ühelt molekulilt teisele.
Ilma kõrvalmõjudeta (gaasivoolud) esineb soojusjuhtivus poorsetes materjalides.
Seetõttu kasutataksegi poorseid materjale soojusisolaatoritena.
Soojusjuhtivus põhineb sellel, et kiiremad gaasimolekulid põrkuvad aeglasematega ja annavad osa oma liikumisenergiast üle.
Selliselt toimub molekulide keskmiste kiiruste ühtlustumine gaasi erinevates piirkondades.
Sisehõõre on ülekandenähtus, mille tõttu kehade liikumisel gaasides mõjub takistusjõud.
Näit. sõidukid ja sportlased peavad ületama õhutakistust, mida püütakse vähendada.
Hõõrdumine gaasis liikuva keha ja gaasi vahel toimub seetõttu, et liikuva keha pind haarab kaasa ümbritseva gaasi molekule.
Need saavad keha liikumissuunalise impulsi ja annavad osa sellest edasi kaugematele molekulidele.
Selle tõttu väheneb liikuva keha impulss ja keha liikumine on takistatud.
Sisehõõre on seda suurem, mida kõrgem on gaasi temperatuur, mida karedam on keha pind ja mida suurem on keha kiirus.
Teadusharu , mis tegeleb kehade liikumisega gaasides nimetatakse aerodünaamikaks. •Nähtust, kus aine muutub vedelast olekust gaasiliseks nim. aurumiseks .
• Aurumine on põhjustatud sellest, et kiiremad aineosakesed väljuvad vedeliku pinnalt.
•Aurumine on seda kiirem, mida kõrgem on vedeliku temperatuur.
•Temperatuur on seda kõrgem, mida kiiremini osakesed keskmiselt liiguvad.
•Kui osakeste liikumise keskmine kiirus on suurem, leidub rohkem kiireid osakesi, mis on võimelised vedelikust väljuma.
•Aurumine on seda kiirem, mida kuivem on õhk.
•Õhus on alati veeauru.
•Veeauru hulk õhus on piiratud.
•Kui õhk on niiske ei mahu õhku enam palju auru juurde ja aurumine on aeglane.
• Aurumise kiirus sõltub ainest
•Aurumisel vedelik jahtub
•Et hoida lahtise pinnaga vedelikku samal temperatuuril, on vaja vedelikule energiat juurde anda.
•Näit. higistamine
•Soojushulka, mis tuleb anda kindlal temperatuuril olevale ühele kilogrammile vedelikule, et muuta see sama temperatuuriga auruks, nim. aurustumissoojuseks .
•Aurustumissoojus näitab kui suur soojushulk kulub 1kg vedeliku aurustamiseks või eraldub 1kg vedeliku kondenseerumisel jääval temperatuuril.
Vedeliku aurustumissoojust keemistemperatuuril nim. keemissoojuseks.
•Kondenseerumine on aurustumise pöördprotsess.
•Nähtust, kus aine muutub gaasilisest olekust vedelaks nim. kondenseerumiseks.
•Kondenseerumisel vabaneb energia.
•Näit.udu tekkimine, suitsuküünlad aedades kevadel
•Olukorda, kus aurumine ja kondenseerumine on tasakaalus nim. küllastusolekuks.
Keemine on protsess, kus aurustumine toimub ka vedeliku sees.
Keemine toimub rõhul, kus küllastunud auru rõhk saab võrdseks ümbritseva keskkonna rõhuga.
Keemistemperatuurist kõrgemal rõhul ei saa aine esineda stabiilse vedelikuna.
•Sulamine on üleminek tahkest olekust vedelasse
•Temperatuuri, mille juures aine sulab nim. sulamistemperatuuriks
•Samal temperatuuril toimub ka antud aine tahkumine
•Sulatamiseks kulub energia
•Tahkumisel eraldub sama suur energiahulk
•Sulatamiseks vajaminev soojus kulub kristallvõre lõhkumiseks
•Tahkumisel eraldub soojus kristallvõre moodustumise tõttu.
•Massiühiku aine sulatamiseks sulamistemperatuuril kuluvat soojushulka nim. sulamissoojuseks.
•Massiühiku aine sulatamiseks sulamistemperatuuril kuluvat soojushulka nim. sulamissoojuseks.
Sulamisoojus (λ) näitab kui suur soojushulk kulub 1 kg aine sulamiseks või kui suur soojushulk eraldub 1 kg aine tahkumisel sulamistemperatuuril.