Materiaren propietateak. Materiaren egoerak.

 Egoera gaseosoaren azterketa. Teoria zinetiko molekularra.

 

 

1.- Materiaren definizioa eta propietateak :

Zer da materia?: Espazioan dagoen eta masa duen guztia da materia. Kasu guztietan, materiak bolumen bat okupatzen du eta masa zehatza dauka.

 

Materiaren propietateak:

a) Propietate orokorrak: Propietate orokorrak dira substantzia bat identifikatzeko baliorik ez dutenak. Masa, bolumena eta gorputzen tenperatura dira.

Substantzia guztiek bolumen bat edo beste okupatzen dute, masa daukate eta tenperatura zehatz bat izaten dute; magnitude hauen arabera, ezin dugu substantzia desberdinak bereiztu eta identifikatu.

b) Propietate bereizgarriak: Substantzia mota bakoitzak dituen propietate bereziak dira. Dentsitatea, fusio-puntua, irakite-puntua, gogortasuna, disolbagarritasuna (uretan) eta eroankortasun elektrikoa propietate bereizgarriak dira. Adibidez: 10g urre eta 10 g ur hartzen baldin badugu, bietan masa berdina (propietate orokorra da eta) izango dugu, baina dentsitatea, fusio-puntua .... desberdinak dira, bakoitzak berezko balioa baitu.

Propietate bereizgarri artean, dentsitatea ongi menperatu behar duzu: magnitude honen esanahia ulertu eta neurtzen jakin behar duzu, neurri unitateak modu egokian erabiliz.

 

Horretarako daukazu ondoko simulagaiua; 

Dentsitatea eta masa. Simulagaiua

 

 

Uraren dentsitatea = 1 g/mL edo = 1kg/L , honek esan nahi du mililitro bakoitzaren masa 1g-koa dela, edo Litro baten masa 1kg-koa dela.

Uretan flotatzen duten gorputzek, dentsitate txikiagoa izaten dute (urak baino); ura baino dentsitate handiagokoak ez dira flotatzen eta uretan hondoratzen dira.

Laborategian, substantzia desberdin batzuren dentsitatea neurtuko duzu eta urarekiko flotazioa esperimentalki egiaztatuko duzu.

 

a) Zergatik hondoratzen da bideoan ikusten den itsasontzia ? b) Erantzuterakoan, dentsitate kontzeptua erabili behar duzu. Ur masa batetan gas-bolumen handi bat (bideo honetan, airea da) askatu eta nahasten denean, uraren dentsitatea murrizten da, eta ondorioz, objetuen flotazioa ere murrizten da. Hau dela eta, itsasontzia hondoratzen da.

c) Zergatik turistak ez dira hondoratzen eta urgainean "eserita" mantentzen dira? d) Bermuda irletako hirukiari buruzko informazioa (El triángulo de las Bermudas delakoa) bilatu behar duzu. Zer gertatu omen da eremu horietan? Itsas hondotik gasak askatzen dira? Baiezkoan, zein da gas hori? Informazio iturria

 

 

Hidratos

 

Dokumental bitxia: itsas hondotik askatzen diren metano-burbuileek itsas-ontzi bat hondorarazi dezakete?

Gogora zaitez, urak, gasekin nahasten denean, dentsitate gutxiago dauka eta objetuen flotazioa murrizten da.

 

 

 

2.- Materiaren egoerak :

Materiak lau egoera izan ditzake: solidoa, likidoa, gasa eta plasma. Maila honetan hasierako hiruak landuko ditugu. Plasma egoera batxilergorako utziko dugu (egoera horretan dago materia izarretan;ekaitzen tximistek ere, plasma egoera sortzen dute airean. Plasma-telebistetan erabiltzen den tentsio handiko korronte elektrikoak, materia ionizatzen du eta plasma egoera lortzen da pantailan).

Egoera fisikoa	SOLIDOA	LIKIDOA	GASA	PLASMA (*)
Propietateak	Forma konstantea Bolumen konstantea (tenperatura aldatzen ez den bitartean) Ez dira hedatzen (tenperatura aldatzen ez bada) Ez dira konprimitzen.	Forma aldakorra Bolumen konstantea( tenperatura aldatzen ez den bitartean) Ez dira hedatzen (tenperatura aldatzen ez denean). Nekez konprimitzen dira.	Forma aldakorra (ontziarena hartzen dute) Bolumen guztia okupatzen dute, berez. Hedatzn dira. Konprimitzen dira.	Gas bat tenperatura oso handietan jartzen denean, molekulak elkarren artean oso distantzia handietan (gasetan baino handiagoa) eta desordenatuta aurkitzen dira, independienteak dira eta elektroi askeak sortzen dira (ionizatuta daude).
Adibideak	Izotza, burnia, marmola ....	Ura, alkohola, amoniakoa ..	Ur-lurruna, oxigenoa ...	Izarretan. Plasma-telebistan, gasa ionizatzeko eremu elektromagnetiko intentso bat erabiltzen da, ez tenperatura.

 

 

 

3.- Materiaren egoerak Teoria zinetiko molekularraren ikuspegitik :

XIX. mendearen amaieran, James C. Maxwell eta Ludwig E. Boltzmann garatu zuten.

Teoria honen arabera:

a) Materia osatzen duten partikulen arteko lotura-maila handiagoa edo txikiagoa izango da, materiaren agregazio-egoeraren arabera.

b) Egoera zein den arabera, partikulak askatasun handiagoz edo txikiagoz higitzen dira. Zenbat eta arinago higitu, orduan altuagoa izango da substantziaren tenperatura.Teoria honek diona ongi ulertzeko: sar zaitez web honetan:

 

 

Esan dugunez, materiaren egoerak LAU dira. Unitate honetan, egoera solidoa, likidoa eta gaseosoa aztertuko ditugu.  Laugarren egoera fisikoari buruz (Plasma) ondoko hastapenak besterik ez dugu landuko:

Zer da Plasma ? 

Plasma-lanpara bat.

Fisikan, plasma esaten zaio materiaren laugarren oinarrizko egoerari, zeina egoera gaseosoaren antzekoa baita, baina gasean ez bezala plasmaren partikulak ionizatuta baitaude (hots, partikulak elektrikoki kargatuta daude) eta ez baitute oreka elektromagnetikorik; hori dela eta, plasma elektroeroale ona da eta bere partikulek irismen luzeko elkarrekintza elektromagnetikoen eragina jasaten dute.

 

Plasmak gainerako egoeretan (solido, likido eta gas) agertzen ez diren ezaugarriak dauzka, eta honenbestez materiaren egoeratzat jotzen da. Gasak bezala, plasmak ez dauka forma edo bolumen jakinik, non eta ez dagoen edukiontzi batean itxita; baina gasak ez bezala, zeinak ez baitu efektu kolektibo garrantzitsurik, plasmak eremu magnetikoaren eraginpean hainbat egitura berezi sortzen ditu, hala nola harizpiak, tximista-izpiak eta geruza bikoitzak.

 

Gas bat asko berotzeak bere molekulak edo atomoak ioniza ditzake. Egoera honetan atomoak aske mugitzen dira; zenbat eta handiagoa izan tenperatura, orduan eta arinago mugitzen dira atomoak, eta elkarrekin talka egitean elektroien erauzketa gertatzen da. Laser edo mikrouhin bidezko intentsitate handiko eremu elektromagnetiko baten pean materia ionizatu daiteke, molekuletako loturak disoziatuz. Gas bati eremu elektriko bat ezartzean ere plasma lor daiteke.

Plasma, bestelakorik eman badezake ere, naturan ohikoena den egoera da (Eguzkian, esaterako), eta Unibertso ikusgaiaren materiaren zati handiena hartzen du.

 

 

Plasma egoera, esperimentalki landuko dugu laborategian plasma-lanparaz egingo dugun jarduerarekin; ezkerreko irudian, plasma-lanpara bat).

 

Plasma egoera kontutan hartuta, materiaren egoerak ondoko irudian ikusten den bezala irudika daitezke, batetik bestera pasatzeko energía-beharrak adierazita.

 

 

 

 

Horretaz gain, ondoko esteka honetan Plasma egoerari buruzko informazio gehiago ikus dezakezue:

 

Non aurkitzen da plasma egoera?

 

 

 

Energia motak eta haien arteko aldakuntzak (simulagaiua)

 

 

 

 

4.- Egoera gaseosoaren azterketa: Gaseen Legeak.

Teoria Zinetikoak diona gasei aplikatzen zaienean, zera hau esan daiteke:

a) Gasak osatzen dituzten partikulak oso txikiak dira, bereizita daude eta etengabe higitzen ari dira.

b) Gasek haiek barruan dituzten ontzien bolumen guztia hartzen dute: ontzien bolumen osoa okupatzen dute beti.

c) Gasek presioa eragiten diete ontzietako hormei. Gasaren partikulek hormekin egiten dituzten talkek sortzen dute presio hori.

d) Zenbat eta arinago higitu gasaren partikulak, orduan eta altuagoa da tenperatura.

Ikusten denez, magnitude hauekin jokatuko ditugu: ontziaren bolumena, gasaren presioa eta tenperatura. Hauekin jokatuz hiru lege hauek erabiliko ditugu:

 

Hiru magnitudeak aldakorrak direnean, hau da erabiliko dugu ekuazioa: 

P1 · V1 / T1 = P2 · V2 / T2

 

Ondoko animazioean sartuko zara eta kasu bakoitzean, magnituderen arteko erlazioak aztertu behar duzu:

 

5. Jarduera: Gasen Legeak ongi ulertzeko simulagaiuak.

 

Ideal gas law simulator (ingeleraz)

 

Irudi honen gainean Click egin, Laborategian sartzeko.

 

Simulagaiuaren laguntzarekin, ondoko galdera hauek erantzungo dituzu:

1.- Zer gertatzen zaio tenperaturari presioa handitzen dugunean? (masa eta bolumena egonkor mantentzen direla jakinda):

Laguntza lortzeko, click hemen .

Zein da erabiltzen ari garen legea?

2.- Presioa egonkorra bada, zer gertatzen da bolumenarekin tenperatura handitzen dugunean? (masa aldatu gabe):

Laguntza lortzeko, click hemen .

Zein da erabiltzen ari garen legea?

3.- Tenperatura aldatu gabe, zein da presioaren eta bolumenaren arteko erlazioa? (masa aldatu gabe), zuzenki proportzionala ala alderantzizkoa?:

Laguntza lortzeko click hemen.

Zein da erabiltzen ari garen legea?

 

Laborategia:

Gas Properties. Gasen legeak. Simulagaiua.

Gay-Lussac-en legea.