esperimenti di equilibrio di fase sono utili in stato di transizione e le proprietà di leggi dei gas ideali tra gli altri argomenti scientifici materia di insegnamento . Fisiche insegnanti di scienze e di chimica dimostrano efficacemente concetti astratti utilizzando attività di equilibrio di fase in classe , mentre gli studenti ambiziosi troveranno una varietà di idee per i compiti in classe e progetti scientifici fiera nel campo di equilibrio fase di studio . Temperatura
La temperatura è il componente più critico in ogni esperimento di equilibrio di fase . Aumentare la temperatura converte la maggior parte sostanze al vapore, se l’aumento di temperatura è sufficientemente elevata e rimane costante mentre l’elemento riscalda a quel punto , abbassando la temperatura cambia maggior parte dei liquidi allo stato solido . La chiave per l’equilibrio sta raggiungendo una certa temperatura e mantenerla per tutto l’esperimento , in modo da tutte le molecole raggiungerà lo stesso stato . Ad esempio , uno studente tenta di congelare acqua salata deve abbassare la temperatura circostante ben al di sotto 32 gradi Fahrenheit e tenerlo lì; in caso contrario , alcune molecole di acqua che sono lontano da una molecola di sale possono congelare , ma gli altri no , e la sostanza non raggiungere uno stato di equilibrio .
pressione ed entropia
l’entropia è un principio fondamentale in materia di equilibrio di fase . Gas hanno il più alto livello di entropia , o disordine , perché le molecole sono così distanti tra loro , e gli stati solidi o liquidi possono spontaneamente convertire a gas . L’inverso non è vero, tuttavia , perché per ridurre il disordine ed entropia allo stato gassoso , il processo non spontaneo di compressione deve essere applicata . Sotto pressione , qualsiasi sostanza sarà sempre passare a una forma più densa . Questa è la ragione per i gas presenti in natura devono essere conservati in contenitori metallici ermeticamente chiusi che mantengono un ambiente pressurizzato per evitare che l’entropia di convertire le molecole di gas ritornare alla loro forma originale .
Colligative proprietà delle soluzioni
Mentre ogni sostanza pura subirà la transizione di stato o di raggiungere l’equilibrio ad una determinata temperatura o pressione , miscele omogenee , o soluzioni , possiedono anche alcune proprietà che influenzano l’equilibrio di fase della miscela o inducono la separazione in modo che ogni componente raggiungerà l’equilibrio da solo . Queste proprietà colligative sono basati sul solvente in cui la miscela è posto e la quantità della soluzione . Proprietà colligative includono tensione di vapore abbassamento , tasso di pressione osmotica , innalzamento del punto di ebollizione e di congelamento punto di depressione . Condurre esperimenti su diverse soluzioni per conoscere le uniche proprietà colligative di ognuno .
Manifestazione fase di equilibrio
Un semplice esperimento utilizzando una padella e un piano cottura è il perfetto introduzione della fase di equilibrio discussioni a studenti di ogni età . Prima di istruzione , gli insegnanti devono riempire un contenitore di plastica delle dimensioni di una scatola da scarpe con acqua e congelare durante la notte . Posizionare il blocco di ghiaccio in un tegame e metterlo sul fornello a fuoco medio – alto . Guarda la padella per determinare quando la temperatura del blocco di ghiaccio supera i 32 gradi Fahrenheit e di aumentare la temperatura della stufa sul valore massimo . Osservare l’ aria direttamente sopra la padella e utilizzare un cronometro per determinare il tempo trascorso tra quando il ghiaccio comincia a sciogliersi e il vapore comincia a fuggire dalla padella . Chiedi agli studenti di spiegare come H2O può essere presente in tutte e tre le forme contemporaneamente .