stoffe bestehen aus kleinsten teilchen
Mischt man 50 ml Wasser mit 50 ml Alkohol, so macht man eine erstaunliche Beobachtung. Das Volumen des Gemisches beträgt 98ml .
Wie kann man diesen Unterschied deuten?
Mann kann es sich wie bei einem Müesli vorstellen. Wenn man im Müesli zuerst nur Nüsse oder Früchte hat nimmt das viel Platz. Gibt man aber dann Haferflocken dazu, füllen sich die Lücken die zwischen den Nüssen/Früchten entstanden sind mit Haferflocken. So wird der Platz den es im Gefäss hat besser ausgenützt, und dadurch sinkt die Masse.
So also auch mit dem Wasser und dem Alkohol. Der Alkohol hat ganz kleine Lücken in die das Wasser fliesen kann.
Die im Versuch beobachtete Volumenverringerung lässt sich erklären, wenn man annimmt, dass die Stoffe Alkohol und Wasser aus kleinsten Teilchen aufgebaut sind, welche die Form einer Kugel haben. Die kleinsten Teilchen des Wassers und die des Alkohols sind untereinander gleich, unterscheiden sich aber voneinander in ihrer Grösse. Die Alkoholteilchen sind grösser als die Wasserteilchen. Deshalb können im Gemisch einige der kleineren Teilchen in die Lücken zwischen die Grösseren schlüpfen. Dies lässt sich anschaulich in einem Modellversuch zeigen.Alle Stoffe bestehen aus kleinsten TeilchenDie am Beispiel der Volumenverringerung gewonnene Teilchenvorstellung ist von ganz allgemeiner Bedeutung. Wir gehen von nun an davon aus, dass alle Stoffe aus kleinsten kugelförmigen Teilchen aufgebaut sind. Selbst wenn die kleinsten Teilchen dicht nebeneinander liegen und sich berühren, tritt zwischen ihnen leerer Raum auf, das heisst, dass sich zwischen den Teilchen keine weiteren Teilchen befinden.Die kleinsten Teilchen eines Reinstoffes sind untereinander gleich, sie haben die gleiche Masse und Grösse. Kleinste Teilchen verschiedener Stoffe unterscheiden sich voneinander in Masse und Grösse. Wegen ihrer ausserordentlich geringen Grösse kann man die kleinsten Teilchen selbst mit dem stärksten Mikroskop nicht einzeln wahrnehmen. Man kann sie daher auch nicht wirklichkeitsgetreu abbilden, sondern nur Modelle, also Vorstellungen und vereinfachte Darstellungen von ihnen entwickeln, die der Wirklichkeit angenähert sind. Eine wesentliche Vereinfachung in unserer Modellvorstellung besteht in der Annahme der kugelförmigen Gestalt der kleinsten Teilchen. Man bezeichnet sie deshalb auch als Kugelteilchenmodell. Das Kugelteilchenmodell ist eine vereinfachte Vorstellung vom Aufbau der Stoffe. Mit ihm lassen sich viele Eigenschaften von Stoffen deuten.Bei der konkreten Darstellung der Kugelteilchen (z. B. als Erbsen und Senfkörner) können Eigenschaften auftreten, die man nicht auf die kleinsten Teilchen übertragen darf. So haben Erbsen und Senfkörner eine Farbe, unser Modell sagt aber nichts über die Farbe der kleinsten Teilchen aus.https://docs.google.com/document/d/1n9eIs8GUERzZhXHpUvKqEEqcCdVlrsPkXmZbAcMnOxQ/edit?usp=sharing
Wie kann man diesen Unterschied deuten?
Mann kann es sich wie bei einem Müesli vorstellen. Wenn man im Müesli zuerst nur Nüsse oder Früchte hat nimmt das viel Platz. Gibt man aber dann Haferflocken dazu, füllen sich die Lücken die zwischen den Nüssen/Früchten entstanden sind mit Haferflocken. So wird der Platz den es im Gefäss hat besser ausgenützt, und dadurch sinkt die Masse.
So also auch mit dem Wasser und dem Alkohol. Der Alkohol hat ganz kleine Lücken in die das Wasser fliesen kann.
Die im Versuch beobachtete Volumenverringerung lässt sich erklären, wenn man annimmt, dass die Stoffe Alkohol und Wasser aus kleinsten Teilchen aufgebaut sind, welche die Form einer Kugel haben. Die kleinsten Teilchen des Wassers und die des Alkohols sind untereinander gleich, unterscheiden sich aber voneinander in ihrer Grösse. Die Alkoholteilchen sind grösser als die Wasserteilchen. Deshalb können im Gemisch einige der kleineren Teilchen in die Lücken zwischen die Grösseren schlüpfen. Dies lässt sich anschaulich in einem Modellversuch zeigen.Alle Stoffe bestehen aus kleinsten TeilchenDie am Beispiel der Volumenverringerung gewonnene Teilchenvorstellung ist von ganz allgemeiner Bedeutung. Wir gehen von nun an davon aus, dass alle Stoffe aus kleinsten kugelförmigen Teilchen aufgebaut sind. Selbst wenn die kleinsten Teilchen dicht nebeneinander liegen und sich berühren, tritt zwischen ihnen leerer Raum auf, das heisst, dass sich zwischen den Teilchen keine weiteren Teilchen befinden.Die kleinsten Teilchen eines Reinstoffes sind untereinander gleich, sie haben die gleiche Masse und Grösse. Kleinste Teilchen verschiedener Stoffe unterscheiden sich voneinander in Masse und Grösse. Wegen ihrer ausserordentlich geringen Grösse kann man die kleinsten Teilchen selbst mit dem stärksten Mikroskop nicht einzeln wahrnehmen. Man kann sie daher auch nicht wirklichkeitsgetreu abbilden, sondern nur Modelle, also Vorstellungen und vereinfachte Darstellungen von ihnen entwickeln, die der Wirklichkeit angenähert sind. Eine wesentliche Vereinfachung in unserer Modellvorstellung besteht in der Annahme der kugelförmigen Gestalt der kleinsten Teilchen. Man bezeichnet sie deshalb auch als Kugelteilchenmodell. Das Kugelteilchenmodell ist eine vereinfachte Vorstellung vom Aufbau der Stoffe. Mit ihm lassen sich viele Eigenschaften von Stoffen deuten.Bei der konkreten Darstellung der Kugelteilchen (z. B. als Erbsen und Senfkörner) können Eigenschaften auftreten, die man nicht auf die kleinsten Teilchen übertragen darf. So haben Erbsen und Senfkörner eine Farbe, unser Modell sagt aber nichts über die Farbe der kleinsten Teilchen aus.https://docs.google.com/document/d/1n9eIs8GUERzZhXHpUvKqEEqcCdVlrsPkXmZbAcMnOxQ/edit?usp=sharing
protokoll zum Ölfleckversuch
die kleinsten teilchen haben eine eigenbewegung
Wenn wir in unserem Klassenzimmer, ein Geruch in die Mitte stellen, kann man gut erkennen wie sich diese Teilchen bewegen.
Zuerst riechen es die Schüler und Schülerinnen die in näherer Umgebung der Geruchquelle sitzen. Danach bewegen sich die Teilchen langsam gegen aussen. Natürlich wird das Ergebnis in unserem Klassenzimmer durch die Bewegung und durch die unterschiedlichen Raumtemperaturen verfälscht.
Zuerst riechen es die Schüler und Schülerinnen die in näherer Umgebung der Geruchquelle sitzen. Danach bewegen sich die Teilchen langsam gegen aussen. Natürlich wird das Ergebnis in unserem Klassenzimmer durch die Bewegung und durch die unterschiedlichen Raumtemperaturen verfälscht.
Die Diffusion lässt sich gut erklären, wenn man davon ausgeht, dass die kleinsten Teilchen eines Stoffes in ständiger Bewegung sind. Ein Durchmischen kommt dann dadurch zustande, dass die kleinsten Teilchen der Stoffe gegenseitig in die zwischen ihnen vorhandenen leeren Räume vordringen. Die Bewegung der kleinsten Teilchen ist dabei völlig regellos und ungeordnet. Nicht nur die kleinsten Teilchen eines Gases, sondern auch die einer Flüssigkeit oder die eines Feststoffes führen eine Eigenbewegung aus.
Aggregatszustände
fest:
Auf das Beispiel mit dem Wasser bezogen ist der Feststoff das Eis. Es hat die selben Eigenschaften wie Wasser, nur befindet es sich in einem anderen Aggregatzustand. Die Teilchen liegen nahe aufeinander und bilden eine feste Masse. |
flüssig:
Das Eis schmilzt bei Raumtemperatur ziemlich schnell und wird zu Wasser. Die Teilchen liegen nicht mehr so dicht aufeinander. Es gibt mehr freie Räume in die die Teilchen hinein gehen können. |
gasförmig:
Die Teilchen bewegen sich nun ganz frei umher.Die Hitze ermöglicht den Teilchen einen viel grösseren Raum, in dem sich die Teilchen frei herum bewegen können. |
Beim sublimieren und beim resublimieren sollten die Eigenschaften des Wassers immer die selben bleiben.