Articles

Chemie für Nicht-Majors

Lernziele

  • Definieren physikalische Eigenschaft.
  • Physikalische Eigenschaften von Materie auflisten und beschreiben.

Warum werden die Standards für Elektroautos ständig verstärkt?

Drag Racing ist ein hart umkämpfter (und teurer) Sport. Es gibt eine Vielzahl von Fahrzeugklassen, die von Bestandsklassen (abhängig von Fahrzeuggewicht, Motorgröße und Grad der Motormodifikation) bis hin zur höchsten Kraftstoffklasse mit einem Gewicht von über zweitausend Pfund reichen und in der Lage sind Höchstgeschwindigkeiten von weit über 300 Meilen pro Stunde am Ende der Viertelmeile. Die Normen für jede Klasse sind klar definiert, und es werden häufig Motorabmessungen und -komponenten überprüft, um sicherzustellen, dass die Regeln befolgt werden.

Drag Racing car

Eine physikalische Eigenschaft ist eine Eigenschaft eines Stoffes, die beobachtet oder gemessen werden kann, ohne die Identität des Stoffes zu verändern. Silber ist ein glänzendes Metall, das Elektrizität sehr gut leitet. Es kann zu dünnen Blechen geformt werden, eine Eigenschaft, die als Formbarkeit bezeichnet wird. Salz ist stumpf und spröde und leitet Elektrizität, wenn es in Wasser gelöst wurde, was es ziemlich leicht tut. Physikalische Eigenschaften der Materie umfassen Farbe, Härte, Formbarkeit, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Gefrierpunkte, Schmelzpunkte und Siedepunkte.

Der Gefrierpunkt ist die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit in einen Feststoff übergeht. Schmelzpunkt ist die Temperatur, bei der ein Feststoff in eine Flüssigkeit umgewandelt wird. Schmelzpunkt und Gefrierpunkt treten somit bei der gleichen Temperatur auf, da die Zustandsänderung die gleichen zwei Zustände beinhaltet (flüssig-fest; fest-flüssig). Es ist die Temperatur, bei der sich ein Feststoff in eine Flüssigkeit oder eine Flüssigkeit in einen Feststoff ändert. Verdunstung tritt auf, wenn Wasser aus einer Substanz verloren geht. Wenn nasse Kleidung an einem sonnigen Tag an einer Wäscheleine aufgehängt wird und die Kleidung nach einigen Stunden trocken ist, ist das Wasser von der Oberfläche der Kleidung verdampft. Wärme wird entfernt, wenn wärmere Wassermoleküle die Flüssigkeit verlassen. Das verbleibende flüssige Wasser kühlt ab, wenn die Wärme austritt, ein Phänomen, das als Verdunstungskühlung bekannt ist. Wenn die Temperatur des Wassers ansteigt, gewinnen die Moleküle Energie und bewegen sich immer schneller, bis sie genug Energie haben, um die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen zu überwinden und ein Gas zu werden. Die Temperatur, bei der die Moleküle einer Flüssigkeit zu Gas werden, ist der Siedepunkt.Haben Sie jemals einen Topfdeckel aus klarem Glas über einen kochenden Topf mit Wasser gestellt und ausgeschaltet? Zuerst treffen die Gasmoleküle auf den Deckel und fallen entweder zurück in den Topf oder sammeln sich auf dem Topfdeckel. Gehen Sie vom Topf weg und nach einer Weile, wenn Sie zurückkommen, werden Sie feststellen, dass sich Wassertropfen auf dem Topfdeckel gebildet haben. Als die Temperatur des Wassers sank, verloren die Moleküle Energie und einige noch auf dem Deckel in Flüssigkeit umgewandelt. Die Wassertröpfchen haben sich durch Kondensation gebildet. Kondensation tritt auf, wenn Wasserdampf wieder in Flüssigkeit umgewandelt wird.Sublimation tritt auf, wenn ein Feststoff direkt in ein Gas umgewandelt wird. Ein Beispiel für Sublimation ist Trockeneis. Es sublimiert bei -78oC und erzeugt ein Gas oder Dampf. Ablagerung tritt auf, wenn ein Gas direkt in einen Feststoff umgewandelt wird. Ein Beispiel für Ablagerungen tritt auf, wenn Sie Tiefkühlkost unter kaltem Wasser passieren. Das Wasser gefriert sofort auf der Oberfläche des Lebensmittels.

Graphit wird in Bleistiften verwendet

Abbildung 1. Bleistift.

Für die Elemente variiert die Farbe nicht sehr von einem Element zum nächsten. Die überwiegende Mehrheit der Elemente ist farblos, silber oder grau. Einige Elemente haben unterschiedliche Farben: Schwefel und Chlor sind gelb, Kupfer ist (natürlich) kupferfarben und elementares Brom ist rot.

Die Dichte kann ein sehr nützlicher Parameter zur Identifizierung eines Elements sein. Von den Materialien, die bei Raumtemperatur als Feststoffe vorliegen, hat Jod im Vergleich zu Zink, Chrom und Zinn eine sehr geringe Dichte. Gold hat eine sehr hohe Dichte, ebenso wie Platin.

Ein Diamantring

Abbildung 2. Diamantring.

Härte hilft zu bestimmen, wie ein Element (insbesondere ein Metall) verwendet werden könnte. Viele Elemente sind ziemlich weich (z. B. Silber und Gold), während andere (wie Titan, Wolfram und Chrom) viel härter sind. Kohlenstoff ist ein interessantes Beispiel für Härte. In Graphit (dem „Blei“ in Bleistiften) ist der Kohlenstoff sehr weich, während der Kohlenstoff in einem Diamanten ungefähr siebenmal so hart ist.

Schmelz- und Siedepunkte sind etwas eindeutige Identifikatoren, insbesondere von Verbindungen. Neben einer Vorstellung von der Identität der Verbindung können wichtige Informationen über die Reinheit des Materials erhalten werden.

Zusammenfassung

  • Eine physikalische Eigenschaft ist eine Eigenschaft eines Stoffes, die beobachtet oder gemessen werden kann, ohne die Identität des Stoffes zu verändern.
  • Physikalische Eigenschaften umfassen Farbe, Dichte, Härte sowie Schmelz- und Siedepunkte.

Praxis

Verwenden Sie den folgenden Link, um die folgenden Fragen zu beantworten:

  1. Was ist Wärmeleitfähigkeit?
  2. Geben Sie ein Beispiel für Formbarkeit.
  3. Definieren Sie die Duktilität.

Review

  1. Was ist eine physikalische Eigenschaft?
  2. Welche Farbe haben die meisten Metalle?
  3. Ist Titan härter oder weicher als Gold?

Glossar

  • Siedepunkt: Die Temperatur, bei der Flüssigkeit kocht.
  • Dichte: Die Konzentration eines Stoffes. Nimmt zu, wenn seine Temperatur abnimmt.
  • Härte: Hilft zu bestimmen, wie ein Element (insbesondere ein Metall) verwendet werden kann.
  • Schmelzpunkt: Die Temperatur, bei der Feststoffe schmelzen. Gleich wie Gefrierpunkt.
  • Gefrierpunkt: Die Temperatur, bei der Flüssigkeiten zu Feststoffen werden. Gleich wie Schmelzpunkt.
  • Verdunstung: Der Verlust von Wasser aus einer Substanz.
  • Kondensation: Die Umwandlung von Wasserdampf in Flüssigkeit.
  • Sublimation: Wenn ein Feststoff direkt in ein Gas umgewandelt wird.
  • deposition: Wenn ein Gas direkt in einen Feststoff umgewandelt wird.
  • physikalische Eigenschaft: Eine Eigenschaft eines Stoffes, die beobachtet oder gemessen werden kann, ohne die Identität des Stoffes zu verändern.