Vad är en fasövergång?
När du värmer eller kyler ett ämne ändras dess tillstånd. När is smälter till vatten bildas inget nytt ämne: is, vatten och ånga består alla av H2O-molekyler. Det som ändras är avståndet mellan molekylerna och hur de rör sig. Därför är en fasövergång en fysikalisk förändring.
| Förändring | Tillstånd | Värme | Exempel |
|---|---|---|---|
| Smältning | Fast → flytande | Tas upp | Is blir vatten |
| Stelning | Flytande → fast | Avges | En flod fryser till is |
| Avdunstning, kokning | Flytande → gas | Tas upp | Vatten i en vattenkokare blir ånga |
| Kondensation | Gas → flytande | Avges | Droppar bildas på ett kallt glas |
| Sublimering | Fast → gas | Tas upp | Frusen tvätt torkar utan att tina |
Hur rör sig partiklarna i de tre tillstånden?
- Fast: partiklarna sitter tätt i rader och vibrerar på plats.
- Flytande: partiklarna är nära varandra men byter plats och rör sig bland varandra.
- Gas: partiklarna är långt från varandra, rör sig snabbt och fyller hela behållaren.
När du tillför värme rör sig partiklarna snabbare och attraktionen mellan dem försvagas. När du för bort värme händer det motsatta.
Se partiklarna i is, vatten och ånga i appen Nalukh chem
Ändra temperaturen med ett reglage och jämför hur partiklarna rör sig. Den här simulatorn ingår när du har full tillgång. Appen är gratis att ladda ner, och 2 kapitel och 5 simulatorer är öppna utan registrering.
Hur använder du simulatorn?
- Simulatorn startar vid −20 °C. Rubriken visar Is (fast), och partiklarna sitter i rader längst ner i behållaren.
- Dra långsamt reglaget under behållaren från vänster till höger. Till vänster finns en snöflinga och till höger en låga. Temperaturen visas som ett tal under rubriken.
- Vid 0 °C ändras rubriken till Vatten (flytande). Partiklarna lämnar raderna och rör sig fritt i behållarens nedre del.
- Vid 100 °C ändras rubriken till Ånga (gas). Partiklarna fyller hela behållaren och rör sig snabbt.
- Dra tillbaka reglaget, så blir ånga till vatten och vatten till is, och partiklarna går tillbaka till sina rader.
Uppgifter att prova i simulatorn
- Flytta reglaget fram och tillbaka över 0 °C och se hur partiklarna är ordnade. Svar: Under 0 °C sitter partiklarna i rader och vibrerar på plats. Så snart temperaturen når 0 °C bryts raderna upp.
- Jämför vilken del av behållaren partiklarna fyller vid 99 °C och vid 101 °C. Svar: Vid 99 °C fyller de den nedre delen, och vid 101 °C fyller de hela behållaren.
- Flytta reglaget upp till 120 °C och tillbaka till −20 °C. Försvinner det eller tillkommer det några partiklar? Svar: Nej. Antalet partiklar är detsamma, och alla går tillbaka dit de började. Det visar att en fasövergång kan gå åt båda hållen.
Vanliga misstag
- Den vita ”ångan” från en vattenkokare är inte en gas. Vattenånga är osynlig. Det vita molnet är vatten som har svalnat i luften och bildat små droppar.
- Avdunstning och kokning är inte samma sak. Flytande vatten avdunstar från ytan även när det är kallt. Vid kokning bildas ångbubblor inne i vätskan.
- Vatten kokar inte vid 100 °C överallt. Det värdet gäller vid trycket 1 atm. I en stad på hög höjd som Ulan Bator är lufttrycket lägre, så vatten kokar innan det når 100 °C.
