Stoffteilchen 2a

Aggregatzustände und Teilchenmodell

+ In den 3 Aggregatzuständen besitzen die Teilchen unterschiedliche Beweglichkeiten, welche die Eigenschaften und das Verhalten der  festen, flüssigen und gasförmigen Stoffe erklären.

Feststoffe:

















Beispiel: ein Stahlträger



Teilchenmodell


Eigenschaften
(makroskopisch)

Feste Stoffe haben eine eigene Form.



Ihr Volumen ist bestimmt.


Sie sind kaum zusammen- drückbar.

Beschreibung
(mikroskopisch)

Die Teilchen werden durch starke Kräfte zusammen-gehalten (Kohäsion), schwingen aber leicht.

Zwischen den Teilchen ist kaum noch leerer Raum.

Jedes Teilchen nimmt einen festen Platz ein. Dies bedingt die regelmäßige Form von Kristallen.


Das Teilchenmodell zeigt, dass die Teilchen feste Plätze einnehmen und dass zwischen den Teilchen große Anziehungskräfte bestehen müssen. Deshalb besitzen feste Stoffe eine eigene Form. Verformt man ein Stück Stahl, so muss man diese Anziehungskräfte überwinden, die Teilchen lassen sich nur schwer verschieben. Will man einen Stahlträger durchtrennen, so muss man eine Metallsäge benutzen. Wiederum muss man die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen überwinden.

Zwischen den Teilchen ist kaum noch leerer Raum, deshalb besitzen die Feststoffe ein bestimmtes Volumen.

Einen Feststoff kann man praktisch nicht zusammendrücken. Im Teilchenmodell sind die Teilchen sehr dicht aneinander angeordnet (zwischen den Teilchen ist kaum noch leerer Raum), ein Zusammendrücken ist deshalb kaum möglich.



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Stoffteilchen 2b

Flüssigkeiten:















Beispiel: Wasser



Teilchenmodell


Eigenschaften
(makroskopisch)

Flüssige Stoffe haben keine feste Form. Sie nehmen die Form des Behälters an, in dem sie aufbewahrt werden. Sie zerfließen beim Ausgießen und bilden Tropfen.

Ihr Volumen ist bestimmt.

Sie sind kaum zusammen- drückbar.

Beschreibung
(mikroskopisch)

Die Teilchen werden durch schwächere Kräfte als in festen Stoffen zusammengehalten.




Zwischen den Teilchen besteht ein sehr kleiner Abstand.
Sie sind unregelmäßig angeordnet. Sie können sich gegeneinander verschieben und die Plätze wechseln, bleiben aber zusammen.



Das Teilchenmodell zeigt, dass die Teilchen keine festen Plätze einnehmen und, dass sie gegeneinander beweglich sind. Dies erklärt auch, warum Flüssigkeiten die Form eines Gefäßes annehmen. Die relativ schwachen Anziehungskräfte zwischen den Teilchen erlauben ein freies Bewegen innerhalb des Volumens, den die Flüssigkeit einnimmt.

Will man jedoch eine Flüssigkeit zusammendrücken, so stellt man fest, dass dies sehr schwierig ist. Auch hier gibt das Teilchenmodell eine einfache Erklärung. Wie aus dem Modell ersichtlich, sind auch in Flüssigkeiten die Teilchen relativ dicht aneinander angeordnet (im  obigen Modell sind die Zwischenräume noch viel zu groß dargestellt!). Die Abstände zwischen den Teilchen sind nur geringfügig größer als in einem Feststoff. Ein Zusammendrücken ist deshalb kaum möglich. 

Zwischen den Teilchen besteht fast kein leerer Raum, deshalb besitzen die Flüssigkeiten ein bestimmtes Volumen.



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Stoffteilchen 2c

Gase:















Beispiel: Helium



Teilchenmodell


Eigenschaften
(makroskopisch)

Gasförmige Stoffe haben keine eigene Form. Sie verteilen sich im Raum, der ihnen zur Verfügung steht. Deshalb müssen sie in einem verschlossenen Behälter aufbewahrt werden.

Sie haben kein bestimmtes Volumen.




Sie sind zusammendrückbar.

Beschreibung
(mikroskopisch)

Zwischen den Teilchen wirken praktisch keine Anziehungs- kräfte mehr.





Die Teilchen bewegen sich sehr schnell und völlig ungeordnet (chaotisch). Sie stoßen gegeneinander und gegen die Wände des Behälters (Druck).

Die Teilchen können sich frei ausbreiten. Zwischen ihnen ist viel leerer Raum.


Da zwischen den Teilchen praktisch keine Anziehungskräfte mehr wirken, bewegen die Gasteilchen sich chaotisch und sehr schnell, deshalb nehmen Gase jeden Raum ein, den man ihnen zur Verfügung stellt. Gase besitzen also keine eigene Form.

Da die Teilchen sich völlig ungeordnet bewegen und zwischen ihnen viel leerer Raum ist, besitzen sie kein eigenes Volumen.

Im Gegensatz zu Feststoffen und Flüssigkeiten können Gase sehr leicht zusammengedrückt werden, man verkleinert dabei nur die Abstände zwischen den Teilchen, und erhöht den Druck (Zahl der Stöße gegen die Wand).



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Stoffteilchen 2d
Addendum

Merke:



  • In den drei Aggregatzuständen besitzen die Stoffteilchen eine eigene Beweglichkeit: im festen Zustand eine Schwingbewegung, im flüssigen und gasförmigen Zustand eine Fortbewegung und eine Drehbewegung.

  • Die Eigenbewegung der Stoffteilchen ist umso größer, je höher die Temperatur ist. In Gasen ist die Geschwindigkeit der Teilchen größer als in Flüssigkeiten (100 bis 1000 m/s).

  • Eine geradlinige Bewegung der Teilchen ist unmöglich, da sie dauernd gegeneinander und gegen die Wände des Gefäßes stoßen. Die Summe aller Zusammenstöße auf die Wände des Behälters ergibt den Druck von Flüssigkeiten und Gasen.




Aufgaben:

1. Erkläre weshalb der Druck in einem Gas bei Erwärmung zunimmt.

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2. Erkläre die Bildung von Raureif im Winter.

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