• Aggregatzustände im Teilchenmodell
  • anonym
  • 16.12.2023
  • Physik
  • 7
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Die Ag­gre­gat­zu­stän­de im Teil­chen­mo­dell - Die Ag­gre­gat­zu­stands­än­de­run­gen

Ex­per­ten­grup­pe A - Gas­för­mig / Flüs­sig

1
Phase 1 (Ex­per­ten­grup­pen)
  • Lies dir den In­for­ma­ti­ons­text durch und mar­kie­re dir wich­ti­ge Stel­len.
  • Fasse in je einen Satz für den Be­griff Ver­damp­fen und Kon­den­sie­ren das Wich­tigs­te zu­sam­men. Nenne dazu je zwei Bei­spie­le.
  • Tauscht euch in­ner­halb eurer Ex­per­ten­grup­pe aus.
2
Phase 2 (Stamm­grup­pen)
  • Stel­le als Ex­per­te dei­ner Stamm­grup­pe deine zwei Ag­gre­gats­zu­stands­än­de­run­gen vor.
  • Er­gänzt das Sche­ma zu den Ag­gre­gats­zu­stands­än­de­run­gen.
  • Be­ar­bei­tet ge­mein­sam die Auf­ga­ben auf der Rück­sei­te.

In­for­ma­ti­ons­text:

Dir sind be­reits die drei Ag­gre­gat­zu­stän­de und des­sen Ei­gen­schaf­ten be­kannt. Die drei Zu­stän­de sind fest, flüs­sig und gas­för­mig. Je nach Ag­gre­gat­zu­stand sind die An­zie­hungs­kräf­te zwi­schen den Teil­chen der Stof­fe un­ter­schied­lich stark. Au­ßer­dem sind u.a. die Ab­stän­de und die Be­we­gung der Teil­chen un­ter­schied­lich. Stof­fe blei­ben je­doch nicht ewig im glei­chen Ag­gre­gat­zu­stand. Die­ser kann sich än­dern, was du si­cher­lich aus dem All­tag kennst. Doch warum än­dern sich die Ag­gre­gat­zu­stän­de?

Der Ag­gre­gat­zu­stand hängt (neben dem Druck) von der Tem­pe­ra­tur ab. Zwei Fak­to­ren spie­len dabei eine Rolle. Bei allen Stof­fen wir­ken zwi­schen den Teil­chen An­zie­hungs­kräf­te und die Masse der Teil­chen be­ein­flus­sen den Ag­gre­gat­zu­stand. Wenn die Teil­chen eines Stof­fes sich stark an­zie­hen und eine große Masse be­sit­zen, wird viel En­er­gie be­nö­tigt, damit sich die Teil­chen aus­rei­chend schnell be­we­gen kön­nen, um die An­zie­hungs­kräf­te zu über­win­den. In­fol­ge­des­sen hat die­ser Stoff eine hohe Schmelz-​ und Sie­de­tem­pe­ra­tur. Bei Teil­chen mit ge­rin­ger Masse und schwa­cher An­zie­hung ver­dampft der ent­spre­chen­de Stoff be­reits bei nied­ri­gen Tem­pe­ra­tu­ren. Auf­grund der un­ter­schied­li­chen Masse und An­zie­hungs­kraft der Teil­chen ver­schie­de­ner Stof­fe va­ri­ie­ren ihre Schmelz-​ und Sie­de­tem­pe­ra­tu­ren. Auf­grund die­ser Dif­fe­ren­zen haben nicht alle Stof­fe bei Raum­tem­pe­ra­tur den glei­chen Ag­gre­gat­zu­stand. Zum Bei­spiel ist Eisen bei Raum­tem­pe­ra­tur fest, Was­ser ist flüs­sig und Sau­er­stoff ist gas­för­mig.

Die meis­ten Stof­fe exis­tie­ren je nach Tem­pe­ra­tur in allen drei Ag­gre­gat­zu­stän­den. Die Un­ter­schie­de in den Ag­gre­gat­zu­stän­den zei­gen sich auf der Teil­chen­ebe­ne durch die An­ord­nung und Ab­stän­de der Teil­chen.

Ein Stoff än­dert in Ab­hän­gig­keit zur Tem­pe­ra­tur sei­nen Ag­gre­gats­zu­stand.

Bei einem flüs­si­gen Stoff, wie Was­ser, Öl oder Ben­zin, kann die Tem­pe­ra­tur durch En­er­gie­zu­fuhr die Ge­schwin­dig­keit der Teil­chen er­hö­hen. Da­durch wer­den die An­zie­hungs­kräf­te der Teil­chen des flüs­si­gen Stoffs über­wun­den. Die Ab­stän­de zwi­schen den Teil­chen ver­grö­ßern sich und der Stoff geht in den gas­för­mi­gen Ag­gre­gat­zu­stand über. Die­ser Pro­zess wird Ver­damp­fen ge­nannt. Das kennst du si­cher­lich vom Ko­chen, also wenn das Was­ser durch Er­hit­zen ver­dampft. Ben­zin ver­dampft sogar schon bei Raum­tem­pe­ra­tur.

Die­ser Pro­zess kann auch um­ge­kehrt statt­fin­den. Der Pro­zess wird Kon­den­sa­ti­on ge­nannt. Das pas­siert, wenn den Teil­chen eines gas­för­mi­gen Stof­fes En­er­gie ent­zo­gen wird. Die Teil­chen ver­lang­sa­men sich und die An­zie­hungs­kräf­te zwi­schen den Teil­chen wer­den wie­der so groß, dass der Ag­gre­gat­zu­stand zu flüs­sig ver­än­dert wird. Der Stoff ist kon­den­siert und be­fin­det sich im gas­för­mi­gen Zu­stand. Auch den Kon­den­sa­ti­ons­pro­zess kennst du vom Ko­chen. Der Was­ser­dampf, der durch das Ko­chen ent­stan­den ist, kon­den­siert zum Bei­spiel an einer Fens­ter­schei­be. Ein wei­te­res Bei­spiel ist die Kon­den­sa­ti­on an einer kal­ten Fla­sche, bei der die Luft­feuch­tig­keit an der Fla­sche kon­den­siert.





Gas­för­mig

Flüs­sig











Fest

3
Ordne den Bei­spie­len den pas­sen­den Pro­zess zu.

• Das Gas Schwe­fel bei einem Vul­kan­aus­bruch wird durch Ab­küh­len zu schnee­ähn­li­chen Pul­ver. Pro­zess: Sublimieren

• Flüs­si­ges Wachs wird er­hitzt. Pro­zess: Verdampfen

• Eine Pfüt­ze ge­friert im Win­ter. Pro­zess: Erstarren

• Bei kal­ten Wet­ter bil­det sich an der Au­to­schei­be Feuch­tig­keit. Pro­zess: Kondensation

• Gas­för­mi­ges Koh­len­di­oxid wird stark ab­ge­kühlt, damit es in den fes­ten Ag­gre­gat­zu­stand über­geht. Pro­zess: Resublimieren

• But­ter wird durch die Sonne er­wärmt. Pro­zess: Schmelzen

4
Er­klä­re, warum der ei­ge­ne Atem im Win­ter wie weiß­li­cher Rauch aus­sieht.
5
Er­klä­re, warum nach einer Nacht mit nied­ri­ger ther­mi­scher En­er­gie auf dem Boden schnee­ar­ti­ger Reif liegt.

Die Ag­gre­gat­zu­stän­de im Teil­chen­mo­dell - Die Ag­gre­gat­zu­stands­än­de­run­gen

Ex­per­ten­grup­pe B - Flüs­sig / Fest

1
Phase 1 (Ex­per­ten­grup­pen)
  • Lies dir den In­for­ma­ti­ons­text durch und mar­kie­re dir wich­ti­ge Stel­len.
  • Fasse in je einen Satz für den Be­griff Er­star­ren und Schmel­zen das Wich­tigs­te zu­sam­men. Nenne dazu je zwei Bei­spie­le.
  • Tauscht euch in­ner­halb eurer Ex­per­ten­grup­pe aus.



2
Phase 2 (Stamm­grup­pen)
  • Stel­le als Ex­per­te dei­ner Stamm­grup­pe deine zwei Ag­gre­gats­zu­stands­än­de­run­gen vor.
  • Er­gänzt das Sche­ma zu den Ag­gre­gats­zu­stands­än­de­run­gen.
  • Be­ar­bei­tet ge­mein­sam die Auf­ga­ben auf der Rück­sei­te.

In­for­ma­ti­ons­text: Dir sind be­reits die drei Ag­gre­gat­zu­stän­de und des­sen Ei­gen­schaf­ten be­kannt. Die drei Zu­stän­de sind fest, flüs­sig und gas­för­mig. Je nach Ag­gre­gat­zu­stand sind die An­zie­hungs­kräf­te zwi­schen den Teil­chen der Stof­fe un­ter­schied­lich stark. Au­ßer­dem sind u.a. die Ab­stän­de und die Be­we­gung der Teil­chen un­ter­schied­lich. Stof­fe blei­ben je­doch nicht ewig im glei­chen Ag­gre­gat­zu­stand. Die­ser kann sich än­dern, was du si­cher­lich aus dem All­tag kennst. Doch warum än­dern sich die Ag­gre­gat­zu­stän­de?

Der Ag­gre­gat­zu­stand hängt (neben dem Druck) von der Tem­pe­ra­tur ab. Zwei Fak­to­ren spie­len dabei eine Rolle. Bei allen Stof­fen wir­ken zwi­schen den Teil­chen An­zie­hungs­kräf­te und die Masse der Teil­chen be­ein­flus­sen den Ag­gre­gat­zu­stand. Wenn die Teil­chen eines Stof­fes sich stark an­zie­hen und eine große Masse be­sit­zen, wird viel En­er­gie be­nö­tigt, damit sich die Teil­chen aus­rei­chend schnell be­we­gen kön­nen, um die An­zie­hungs­kräf­te zu über­win­den. In­fol­ge­des­sen hat die­ser Stoff eine hohe Schmelz-​ und Sie­de­tem­pe­ra­tur. Bei Teil­chen mit ge­rin­ger Masse und schwa­cher An­zie­hung ver­dampft der ent­spre­chen­de Stoff be­reits bei nied­ri­gen Tem­pe­ra­tu­ren. Auf­grund der un­ter­schied­li­chen Masse und An­zie­hungs­kraft der Teil­chen ver­schie­de­ner Stof­fe va­ri­ie­ren ihre Schmelz-​ und Sie­de­tem­pe­ra­tu­ren. Auf­grund die­ser Dif­fe­ren­zen haben nicht alle Stof­fe bei Raum­tem­pe­ra­tur den glei­chen Ag­gre­gat­zu­stand. Zum Bei­spiel ist Eisen bei Raum­tem­pe­ra­tur fest, Was­ser ist flüs­sig und Sau­er­stoff ist gas­för­mig.

Die meis­ten Stof­fe exis­tie­ren je nach Tem­pe­ra­tur in allen drei Ag­gre­gat­zu­stän­den. Die Un­ter­schie­de in den Ag­gre­gat­zu­stän­den zei­gen sich auf der Teil­chen­ebe­ne durch die An­ord­nung und Ab­stän­de der Teil­chen.

Ein Stoff än­dert in Ab­hän­gig­keit zur Tem­pe­ra­tur sei­nen Ag­gre­gats­zu­stand. Bei einem fes­ten Stoff, wie Eis oder Eisen, kann die Tem­pe­ra­tur durch En­er­gie­zu­fuhr die Ge­schwin­dig­keit der Teil­chen er­hö­hen. Da­durch wer­den die An­zie­hungs­kräf­te der Teil­chen des Fest­stof­fes klei­ner. Die Ab­stän­de zwi­schen den Teil­chen ver­grö­ßern sich und der Stoff geht in den flüs­si­gen Ag­gre­gat­zu­stand über. Die­ser Pro­zess wird Schmel­zen ge­nannt. Im Win­ter oder Früh­ling kannst du den Pro­zess des Schmel­zens bei Eis sehen, wenn die Tem­pe­ra­tu­ren über den Ge­frier­punkt (0 °C) stei­gen.

Ein wei­te­res Bei­spiel kennst du vom Ba­cken, wenn Scho­ko­la­de durch Er­hit­zen schmilzt, um damit einen Ku­chen zu gar­nie­ren. Die­ser Pro­zess kann auch um­ge­kehrt statt­fin­den. Der Pro­zess wird Er­star­ren ge­nannt. Das pas­siert, wenn den Teil­chen eines flüs­si­gen Stof­fes En­er­gie ent­zo­gen wird. Die Teil­chen ver­lang­sa­men sich und die An­zie­hungs­kräf­te zwi­schen den Teil­chen wer­den wie­der so groß, dass der Ag­gre­gat­zu­stand zu fest ver­än­dert wird. Die Teil­chen neh­men dann einen fes­ten Platz ein und schwin­gen nur noch. Der Stoff ist er­starrt und be­fin­det sich im fes­ten Zu­stand. Den Er­star­rungs­pro­zess kennst du aus dem Som­mer,

wenn du Eis­wür­fel aus Was­ser her­stellst, indem du sie er­star­ren lässt. Um­gangs­sprach­lich sagt man ge­frie­ren las­sen. Die Me­tal­le in dei­nem Handy wur­den durch Ab­küh­len zum er­starrt, also in einen fes­ten Zu­stand ge­bracht, um sie in die pas­sen­de Form zu brin­gen.



Gas­för­mig

Flüs­sig











Fest

3
Ordne den Bei­spie­len den pas­sen­den Pro­zess zu.

• Das Gas Schwe­fel bei einem Vul­kan­aus­bruch wird durch Ab­küh­len zu schnee­ähn­li­chen Pul­ver. Pro­zess: Sublimieren

• Flüs­si­ges Wachs wird er­hitzt. Pro­zess: Verdampfen

• Eine Pfüt­ze ge­friert im Win­ter. Pro­zess: Erstarren

• Bei kal­ten Wet­ter bil­det sich an der Au­to­schei­be Feuch­tig­keit. Pro­zess: Kondensation

• Gas­för­mi­ges Koh­len­di­oxid wird stark ab­ge­kühlt, damit es in den fes­ten Ag­gre­gat­zu­stand über­geht. Pro­zess: Resublimieren

• But­ter wird durch die Sonne er­wärmt. Pro­zess: Schmelzen

4
Er­klä­re, warum der ei­ge­ne Atem im Win­ter wie weiß­li­cher Rauch aus­sieht.
5
Er­klä­re, warum nach einer Nacht mit nied­ri­ger ther­mi­scher En­er­gie auf dem Boden schnee­ar­ti­ger Reif liegt.

Die Ag­gre­gat­zu­stän­de im Teil­chen­mo­dell - Die Ag­gre­gat­zu­stands­än­de­run­gen

Ex­per­ten­grup­pe C - Fest / Gas­för­mig

1
Phase 1 (Ex­per­ten­grup­pen)
  • Lies dir den In­for­ma­ti­ons­text durch und mar­kie­re dir wich­ti­ge Stel­len.
  • Fasse in je einen Satz für den Be­griff Sub­li­mie­ren und Re­sub­li­mie­ren das Wich­tigs­te zu­sam­men. Nenne dazu je zwei Bei­spie­le.
  • Tauscht euch in­ner­halb eurer Ex­per­ten­grup­pe aus.
2
Phase 2 (Stamm­grup­pen)
  • Stel­le als Ex­per­te dei­ner Stamm­grup­pe deine zwei Ag­gre­gats­zu­stands­än­de­run­gen vor.
  • Er­gänzt das Sche­ma zu den Ag­gre­gats­zu­stands­än­de­run­gen.
  • Be­ar­bei­tet ge­mein­sam die Auf­ga­ben auf der Rück­sei­te.

In­for­ma­ti­ons­text:

Dir sind be­reits die drei Ag­gre­gat­zu­stän­de und des­sen Ei­gen­schaf­ten be­kannt. Die drei Zu­stän­de sind fest, flüs­sig und gas­för­mig. Je nach Ag­gre­gat­zu­stand sind die An­zie­hungs­kräf­te zwi­schen den Teil­chen der Stof­fe un­ter­schied­lich stark. Au­ßer­dem sind u.a. die Ab­stän­de und die Be­we­gung der Teil­chen un­ter­schied­lich. Stof­fe blei­ben je­doch nicht ewig im glei­chen Ag­gre­gat­zu­stand. Die­ser kann sich än­dern, was du si­cher­lich aus dem All­tag kennst. Doch warum än­dern sich die Ag­gre­gat­zu­stän­de?

Der Ag­gre­gat­zu­stand hängt (neben dem Druck) von der Tem­pe­ra­tur ab. Zwei Fak­to­ren spie­len dabei eine Rolle. Bei allen Stof­fen wir­ken zwi­schen den Teil­chen An­zie­hungs­kräf­te und die Masse der Teil­chen be­ein­flus­sen den Ag­gre­gat­zu­stand. Wenn die Teil­chen eines Stof­fes sich stark an­zie­hen und eine große Masse be­sit­zen, wird viel En­er­gie be­nö­tigt, damit sich die Teil­chen aus­rei­chend schnell be­we­gen kön­nen, um die An­zie­hungs­kräf­te zu über­win­den. In­fol­ge­des­sen hat die­ser Stoff eine hohe Schmelz-​ und Sie­de­tem­pe­ra­tur. Bei Teil­chen mit ge­rin­ger Masse und schwa­cher An­zie­hung ver­dampft der ent­spre­chen­de Stoff be­reits bei nied­ri­gen Tem­pe­ra­tu­ren. Auf­grund der un­ter­schied­li­chen Masse und An­zie­hungs­kraft der Teil­chen ver­schie­de­ner Stof­fe va­ri­ie­ren ihre Schmelz-​ und Sie­de­tem­pe­ra­tu­ren. Auf­grund die­ser Dif­fe­ren­zen haben nicht alle Stof­fe bei Raum­tem­pe­ra­tur den glei­chen Ag­gre­gat­zu­stand. Zum Bei­spiel ist Eisen bei Raum­tem­pe­ra­tur fest, Was­ser ist flüs­sig und Sau­er­stoff ist gas­för­mig.

Die meis­ten Stof­fe exis­tie­ren je nach Tem­pe­ra­tur in allen drei Ag­gre­gat­zu­stän­den. Die Un­ter­schie­de in den Ag­gre­gat­zu­stän­den zei­gen sich auf der Teil­chen­ebe­ne durch die An­ord­nung und Ab­stän­de der Teil­chen.

Ein Stoff än­dert in Ab­hän­gig­keit zur Tem­pe­ra­tur sei­nen Ag­gre­gats­zu­stand.

Ei­ni­ge Stof­fe wei­sen eine Be­son­der­heit auf. Sie „über­sprin­gen“ beim Wech­sel der Ag­gre­gat­zu­stän­de den flüs­si­gen Ag­gre­gat­zu­stand.

Bei einem fes­ten Stoff, wie Jod oder Tro­cken­eis (fes­tes Koh­len­stoff­di­oxid), kann die Tem­pe­ra­tur durch En­er­gie­zu­fuhr die Ge­schwin­dig­keit der Teil­chen er­hö­hen. Da­durch wer­den die An­zie­hungs­kräf­te der Teil­chen des Fest­stof­fes über­wun­den. Die Ab­stän­de zwi­schen den Teil­chen ver­grö­ßern sich und der Stoff geht in den gas­för­mi­gen Ag­gre­gat­zu­stand über. Die­ser Pro­zess wird Sub­li­mie­ren ge­nannt. Ein Stoff der sub­li­miert ist Jod. Wird (fes­ter) Jod er­wärmt, so ent­ste­hen li­la­far­bi­ge Jod­dämp­fe. Es ent­steht kein flüs­si­ges Jod. Ein wei­te­rer Stoff, der sich eben­so ver­hält, ist Tro­cken­eis. Bei Raum­tem­pe­ra­tur sub­li­miert Tro­cken­eis.

Die­ser Pro­zess kann auch um­ge­kehrt statt­fin­den. Der Pro­zess wird Re­sub­li­mie­ren ge­nannt. Das pas­siert, wenn den Teil­chen eines gas­för­mi­gen Stof­fes En­er­gie ent­zo­gen wird. Die



Teil­chen ver­lang­sa­men sich und die An­zie­hungs­kräf­te zwi­schen den Teil­chen wer­den wie­der so groß, dass der Ag­gre­gat­zu­stand zu fest ver­än­dert wird. Die Teil­chen neh­men dann einen fes­ten Platz ein und schwin­gen nur noch. Der Stoff ist re­sub­li­miert und be­fin­det sich im fes­ten Zu­stand. Der Re­sub­li­mie­rungs­pro­zess kommt vor, wenn Frost (Eis) auf Ober­flä­chen zu Was­ser­dampf re­sub­li­miert. Ein wei­te­res Bei­spiel für Re­sub­li­mie­rung ist Jod, dass vom gas­för­mi­gen Zu­stand di­rekt in den fes­ten über­geht.



Gas­för­mig

Flüs­sig











Fest

3
Ordne den Bei­spie­len den pas­sen­den Pro­zess zu.

• Das Gas Schwe­fel bei einem Vul­kan­aus­bruch wird durch Ab­küh­len zu schnee­ähn­li­chen Pul­ver. Pro­zess: Sublimieren

• Flüs­si­ges Wachs wird er­hitzt. Pro­zess: Verdampfen

• Eine Pfüt­ze ge­friert im Win­ter. Pro­zess: Erstarren

• Bei kal­ten Wet­ter bil­det sich an der Au­to­schei­be Feuch­tig­keit. Pro­zess: Kondensation

• Gas­för­mi­ges Koh­len­di­oxid wird stark ab­ge­kühlt, damit es in den fes­ten Ag­gre­gat­zu­stand über­geht. Pro­zess: Resublimieren

• But­ter wird durch die Sonne er­wärmt. Pro­zess: Schmelzen

4
Er­klä­re, warum der ei­ge­ne Atem im Win­ter wie weiß­li­cher Rauch aus­sieht.
5
Er­klä­re, warum nach einer Nacht mit nied­ri­ger ther­mi­scher En­er­gie auf dem Boden schnee­ar­ti­ger Reif liegt.

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