Физические изменения

Физические изменения — это изменения, затрагивающие форму химического вещества , но не его химический состав . Физические изменения используются для разделения смесей на составляющие их соединения , но обычно не могут использоваться для разделения соединений на химические элементы или более простые соединения.

Физические изменения происходят, когда объекты или вещества претерпевают изменения, не меняющие их химического состава. Это контрастирует с концепцией химических изменений , при которой меняется состав вещества или одно или несколько веществ объединяются или распадаются с образованием новых веществ. В общем, физическое изменение обратимо с помощью физических средств. Например, соль, растворенную в воде, можно восстановить, позволив воде испариться.

Физическое изменение предполагает изменение физических свойств . Примеры физических свойств включают плавление , переход в газообразное состояние , изменение прочности, изменение долговечности , изменение кристаллической формы , изменение текстуры, формы , размера, цвета , объема и плотности .

Примером физического изменения является процесс закалки стали для формирования лезвия ножа. Стальную заготовку неоднократно нагревают и ковывают, что изменяет твердость стали, ее гибкость и способность сохранять острую кромку.

Многие физические изменения также связаны с перестановкой атомов, наиболее заметной при образовании кристаллов. Многие химические изменения необратимы , а многие физические изменения обратимы , но обратимость не является определенным критерием для классификации. Хотя химические изменения можно распознать по таким признакам, как запах, изменение цвета или выделение газа, каждый из этих показателей может быть результатом физического изменения.

Примеры

Отопление и охлаждение

Многие элементы и некоторые соединения переходят из твердого состояния в жидкость и из жидкости в газ при нагревании и наоборот при охлаждении. Некоторые вещества, такие как йод и углекислый газ, переходят непосредственно из твердого состояния в газообразное в процессе, называемом сублимацией .

Магнетизм

Ферромагнитные материалы могут становиться магнитными. Процесс обратим и не влияет на химический состав.

Кристаллизация

Многие элементы и соединения образуют кристаллы. Некоторые из них, такие как углерод, могут образовывать несколько различных форм, включая алмаз , графит , графен и фуллерены , включая бакминстерфуллерен .

Кристаллы в металлах оказывают большое влияние на физические свойства металла, включая прочность и пластичность. Тип, форму и размер кристаллов можно изменить путем физической обработки молотком , прокатки и нагревания.

Смеси

Смеси нерастворимых веществ обычно легко разделяются физическим просеиванием или отстаиванием. Однако смеси могут иметь разные свойства от отдельных компонентов. Одним из известных примеров является смесь мелкого песка с водой, используемая для строительства замков из песка . Ни песок сам по себе, ни вода сама по себе не образуют замок из песка, но, используя физические свойства поверхностного натяжения , смесь ведет себя по-другому.

Решения

Большинство растворов солей и некоторых соединений, например сахаров, можно разделить выпариванием. Другие, такие как смеси или летучие жидкости, такие как спирты с низкой молекулярной массой, можно отделить фракционной перегонкой .

Сплавы

Смешение различных металлических элементов называется легированием . Латунь – это сплав меди и цинка . Отделение отдельных металлов от сплава может быть трудным и может потребовать химической обработки: создание сплава является примером физического изменения, которое невозможно легко отменить физическими средствами.Сплавы, в которых ртуть является одним из металлов, можно разделить физически путем плавления сплава и выпаривания ртути в виде пара.

См. также

• Химическое изменение
• Процесс (наука)
• Физическая собственность