Die Aggregatzustände Gasförmig, flüssig, fest

1. Die AggregatzuständeGasförmig, flüssig, fest

2. Inhalt • Die drei Aggregatzustände: • Gasförmig • Flüssig • Fest • Phasenübergänge • Die Anregungsenergie zum Umbau der Atome liefert die Temperaturbewegung

3. Wechselwirkungskräfte zwischen den Bausteinen der Materie

4. Gase • Gase dehnen sich beliebig weit aus Die Kräfte beim Impulsübertrag der Stöße durch die Temperaturbewegung sind größer als die Kräfte der van der Waalschen Anziehung zwischen den Teilchen

5. Flüssigkeiten • Sehr kleine Kräfte genügen zur Änderung der Form einer Flüssigkeit

6. Arbeit bei Vergrößerung der Oberfläche • Aber: Die Vergrößerung der Oberfläche erfordert Energie: die Kraft ist die „Oberflächenspannung“

7. Festkörper • Jede Änderung der atomaren Anordnung erfordert hohe Kräfte • Bei Rückgang der verformenden Kraft kehren die Atome in ihre Ausgangslage zurück: Elastisches Verhalten • Gilt in Grenzen

8. Festkörper und Flüssigkeiten • Die atomaren Baugruppenliegen in beiden Aggregatzuständen auf Kontakt – deshalb sind beide praktisch inkompressibel • Aber: Flüssigkeiten sind gegen Scherung bzw. Torsion instabil Flüssig Fest

9. Arbeit bei Vergrößerung einer Flüssigkeits- oberfläche • Aber: Die Vergrößerung der Oberfläche erfordert Energie: die Kraft ist die „Oberflächenspannung“

10. Aggregatzustände und Eigenschaften ** Verdichtung auf 99% des Volumens beginnend bei *Normaldruck und 20°C

11. Phasenübergänge • Als „Phasenübergänge“ bezeichnet man • den Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Aggregatzuständen • Umbau der Struktur eines Festkörpers oder von Molekülgruppen • Die Anregungsenergie zum Umbau der Atome liefert die Temperaturbewegung

12. Pb5 Al3 F19 600 K

13. Pb5 Al3 F19 300 K

14. Pb5 Al3 F19 100 K

15. Pb5 Al3 F19 600 K

16. Zusammenfassung • Es gibt Materie in drei Aggregatzuständen: • Gasförmig • Dichte bei Normalbedingungen ca. 1/1000 der von Flüssigkeiten oder Festkörper • „Grenzenlose“ Ausdehnung ohne Zufuhr von Energie • Bei Normalbedingung genügt wenig Kraft genügt zur (mäßigen) Volumenverkleinerung • Flüssig • Dichte etwa wie im Festkörper • Kraft zur Volumenverkleinerung („Kompression“) ist hoch, etwa wie im Festkörper • Vergrößerung der Oberfläche mit Zufuhr von Arbeit („Oberflächenspannung“) • Fest: • jede Formveränderung erfordert hohe Kräfte: • Stabil gegen Scherung, Kompression, Dehnung • Phasenübergänge • Umbau der atomaren Anordnung • Die Energie dazu liefert die Temperaturbewegung • Weitere Aggregat Zustände unter extremen Bedingungen • Plasma (Nach Energiezufuhr in Form von Temperatur, Strahlung oder elektromagnetischen Feldern ionisiertes Gas) • Bose-Einstein Kondensate (Temperatur unter 100 μK)

17. finis Gas Fest Flüssig