1.3-States of Matter
1.3-States of Matter Important Formulae
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- Conclude that particles of mater attract each other and depict the molecular arrangement of particles in the three states of matter, i.e., solids, liquids and gases.
- Describe the physical properties of solids and illustrate their molecular arrangements. Identify the distinguishing characteristics of liquids.
- Identify the characteristic features of gases and compare the three states of matter.
1.3.1-The Solid State:
- Solids have a definite shape, distinct boundaries and fixed volumes, and have negligible compressibility.
- Solids have a tendancy to maintain their shape when subjected to an outside force.
- Solids may break under force but it is difficult to change their shape. They are rigid.
1.3.2-The Liquid State:
- Liquids flow and change shape, so they are not rigid, can be called fluid.
- In the liquid state, particles move freely and have greater space between each other as compared to particles in the solid state.
1.3.3-The Gaseous State:
- Gases take the shape of the container in which they are kept.
- Gases, such as Oxygen and Carbon Dioxide, are essential for the survival of aquatic animals and plants.
1.3 - States of Matter
वस्तु के तीन मुख्य रूप होते हैं: ठोस, द्रव और गैस। इन रूपों का भौतिक गुण और कणों की व्यवस्था में अंतर होता है। प्रत्येक रूप में पदार्थ की संरचना और कणों के बीच अंतरक्रिया भिन्न होती है।
1. ठोस (Solid)
ठोस अवस्था में कण आपस में कड़ी तरह से जुड़े होते हैं, जिसके कारण ठोस पदार्थ का आकार और आयतन स्थिर होता है। ठोस के कणों में बहुत कम गति होती है और वे केवल एक निश्चित स्थान पर कंपन करते हैं। ठोस की घनता अधिक होती है।
2. द्रव (Liquid)
द्रव अवस्था में कण आपस में अधिक दूरी पर होते हैं, लेकिन फिर भी एक-दूसरे से जुड़े रहते हैं। इस कारण द्रव पदार्थ का आकार परिवर्तनीय होता है, लेकिन आयतन स्थिर रहता है। द्रव के कण आपस में रगड़ते हैं और स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।
3. गैस (Gas)
गैस अवस्था में कणों के बीच बहुत अधिक अंतराल होता है और वे पूरी तरह से स्वतंत्र होते हैं। गैसों का आकार और आयतन परिवर्तनीय होते हैं और यह वातावरण में फैल सकते हैं। गैस के कण तेजी से गति करते हैं और एक-दूसरे से टकराते रहते हैं।
कण सिद्धांत (Kinetic Theory)
कण सिद्धांत के अनुसार, सभी पदार्थों को छोटे कणों से मिलकर बना हुआ माना जाता है, जो लगातार गति में रहते हैं। इन कणों की गति और उनके बीच की दूरी पदार्थ की अवस्था पर निर्भर करती है। ठोस में कणों की गति कम होती है, द्रव में कणों की गति अधिक होती है और गैस में कणों की गति सबसे अधिक होती है।
गैसों के लिए आदर्श गैस का समीकरण (Ideal Gas Law)
गैसों के व्यवहार को समझने के लिए आदर्श गैस का समीकरण प्रयोग में लाया जाता है:
$$ PV = nRT $$
यहां,
- P = गैस का दबाव (Pressure)
- V = गैस का आयतन (Volume)
- n = गैस के कणों की संख्या (Number of moles)
- R = गैस का सामान्य गैस स्थिरांक (Gas constant)
- T = गैस का तापमान (Temperature)
भिन्न अवस्थाओं के बीच परिवर्तन (Changes between States)
वस्तु की अवस्था तब बदलती है जब इसे ऊष्मा (Heat) दी जाती है या उससे हटाई जाती है। उदाहरण के लिए:
- पिघलना (Melting): ठोस को ताप देने पर वह द्रव में बदल जाता है।
- गलनांक (Fusion): यह तापमान वह बिंदु है जब ठोस पिघलकर द्रव में बदलता है।
- वाष्पीकरण (Vaporization): द्रव को ताप देने पर वह गैस में बदल जाता है।
- संघनन (Condensation): गैस को ठंडा करने पर वह द्रव में बदल जाती है।
- जमना (Freezing): द्रव को ठंडा करने पर वह ठोस में बदल जाता है।
सम्बंधित तापमान और अवस्था परिवर्तन
विभिन्न पदार्थों के लिए ठोस, द्रव और गैस की अवस्थाएं अलग-अलग तापमान पर बदलती हैं। पानी का उदाहरण लें:
- पानी का पिघलने का बिंदु 0°C है।
- पानी का उबालने का बिंदु 100°C है।
द्रव के गुण
द्रव की विशेषताएँ निम्नलिखित होती हैं:
- द्रव का आयतन निश्चित होता है, लेकिन उसका आकार परिवर्तनीय होता है।
- द्रव में कणों के बीच आकर्षण बल होते हैं, परंतु कण एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से गतिशील होते हैं।