تتحرك من المتوسط الجرافيت

غازات، سوائل و سوليدات تطبيق نموذج الجسيمات للحالات الثلاث لنماذج جسيمات المادة، واصفا، وشرح خصائص الغازات والسوائل والمواد الصلبة دوك براونز كيمياء KS4 سسينس غسيغسس ملاحظات المراجعة مقارنة بين خصائص الغازات والسوائل والسوائل من ملاحظات تنقيح المادة غاسليكويدسوليد الجزء 1 نموذج الجسيمات الحركية ووصف وشرح خصائص الغازات والسوائل والمواد الصلبة وتغييرات الحالة والحلول (الأقسام 1 أ إلى 3 د) يجب أن تعرف أن الحالات الثلاث للمادة الصلبة والسائلة والغاز. يحدث الذوبان والتجميد عند نقطة الانصهار، ويتم الغليان والتكثيف عند نقطة الغليان. يمكن تمثيل الحالات الثلاث من المادة عن طريق نموذج بسيط الذي يتم تمثيل الجسيمات بواسطة المجالات الصلبة الصغيرة. نظرية الجسيمات يمكن أن تساعد على شرح الذوبان والغليان والتجميد والتكثيف. كمية الطاقة اللازمة لتغيير الحالة من الصلبة إلى السائلة ومن السائل إلى الغاز يعتمد على قوة القوى بين جزيئات المادة وطبيعة الجسيمات المعنية يعتمد على نوع الترابط وهيكل المادة. أقوى القوى بين الجسيمات أعلى نقطة انصهار ونقطة الغليان من المادة. لمزيد من التفاصيل انظر هيكل والملاحظات الترابط. تعتمد الحالة المادية التي تعتمدها المادة على هيكلها ودرجة الحرارة والضغط. رموز الدولة المستخدمة في المعادلات: (g) غاز (l) السائل (أق) محلول مائي محلول مائي صلب يعني شيئا مذاب في الماء معظم الرسوم البيانية للجسيمات في هذه الصفحة هي تمثيل 2D لهيكلها وحالة أمثلة من ثلاثة الفيزيائية دول الغازات على سبيل المثال وخليط الهواء حولنا (بما في ذلك الأكسجين اللازم للاحتراق) وبخار الضغط العالي في المرجل وأسطوانات قاطرة البخار. جميع الغازات في الهواء غير مرئية، كونها عديم اللون وشفافة. لاحظ أن البخار الذي تراه خارج غلاية أو قاطرة البخار هو في الواقع قطرات سائلة غرامة من الماء، التي تشكلت من البخار المكثف البخار المكثف عندما يلتقي الهواء البارد تغيير الدولة من الغاز إلى السائل (نفس التأثير في الضباب وتشكيل الضباب) . ليكويدس على سبيل المثال. الماء هو المثال الأكثر شيوعا، ولكن كذلك، الحليب، الزبدة الساخنة، البنزين، النفط، الزئبق أو الكحول في ميزان الحرارة. سوليدس مثلا. والحجر، وجميع المعادن في درجة حرارة الغرفة (باستثناء الزئبق)، والمطاط من الأحذية المشي والغالبية العظمى من الأجسام المادية من حولك. في الواقع معظم الأجسام عديمة الجدوى ما لم يكن لديهم بنية صلبة في هذه الصفحة يتم وصف الخصائص الفيزيائية الأساسية للغازات والسوائل والمواد الصلبة من حيث الهيكلية، حركة الجسيمات (نظرية الجسيمات الحركية)، آثار التغيرات في درجة الحرارة والضغط، ونماذج الجسيمات تستخدم لشرح هذه الخصائص والخصائص. ونأمل أن تتطابق النظرية والحقيقة لإعطاء الطلاب فهما واضحا للعالم المادي من حولهم من حيث الغازات والسوائل والمواد الصلبة المشار إليها بالحالات الفيزيائية الثلاث للمادة. يتم وصف التغيرات في الدولة المعروفة باسم ذوبان، الصمامات، والغليان، والتبخر، والتكثيف، وتسييل، والتجميد، وتصلب، بلورة ووصف مع الصور نموذج الجسيمات للمساعدة في فهم. وهناك أيضا ذكر السوائل القابلة للامتزاج والامتزاج وشرح المصطلحات المتقلبة والتقلب عند تطبيقها على السائل. وينبغي أن تكون ملاحظات المراجعة هذه بشأن حالات المادة مفيدة في دورات العلوم الكيميائية الجديدة في أكا و إديكسل و أوكر غسس (91). سوبيندكس لقسم الجزء الأول (هذه الصفحة): 1.1. ثلاث دول من المسألة، غاسليكيدسوليد نظرية نظرية الجسيمات ثلاث حالات من المادة الصلبة والسائلة والغاز. ويمكن أن يحدث الانصهار والتجميد عند نقطة الانصهار، في حين يتم الغليان والتكثيف عند نقطة الغليان. التبخر يمكن أن يحدث في أي درجة حرارة من سطح السائل. يمكنك تمثيل الحالات الثلاث للمادة مع نموذج الجسيمات بسيط. في هذا مودلديغرامز، يتم تمثيل الجسيمات بواسطة المجالات الصلبة الصغيرة (يتم تجاهل هيكل الإلكترون). نظرية الجسيمات الحركية يمكن أن تساعد على تفسير التغيرات في الدولة مثل الذوبان والغليان والتجميد والتكثيف. كمية الطاقة اللازمة لتغيير الحالة من الصلبة إلى السائلة أو من السائل إلى الغاز يعتمد على قوة القوى بين جزيئات المادة. هذه القوى قد تكون ضعيفة نسبيا القوى بين الجزيئات (الترابط بين الجزيئات) أو الروابط الكيميائية القوية (الأيونية، التساهمية أو المعدنية). وتعتمد طبيعة الجسيمات المعنية على نوع الترابط الكيميائي وهيكل المادة. أقوى القوى الجذابة بين الجسيمات أعلى نقطة انصهار ونقطة الغليان للمادة ما هي ثلاث دول من المواد معظم المواد يمكن وصفها ببساطة بأنها غاز، سائل أو صلبة. لماذا هم مثل ما هم يعرفون فقط ليس كافيا، نحن بحاجة إلى نظرية شاملة للغازات، التي يمكن أن تفسر سلوكهم وجعل التنبؤات حول ما يحدث على سبيل المثال. إذا قمنا بتغيير درجة الحرارة أو الضغط. كيف يمكننا أن نوضح كيف أننا نحتاج إلى نموذج نظري على سبيل المثال. نظرية الجسيمات التي تدعمها الأدلة التجريبية. يمكن أن تتشارك نماذج تساعدنا على فهم خصائصها وخصائصها لماذا من المهم أن نعرف خصائص الغازات والسوائل والأطوار من المهم في الصناعة الكيميائية لمعرفة سلوك الغازات والسوائل والمواد الصلبة في العمليات الكيميائية على سبيل المثال. ما يحدث للدول المختلفة مع التغيرات في درجة الحرارة والضغط. ما هي نظرية الحركية الكينية للغازات والسوائل والمواد الصلبة تعتمد نظرية الجسيمات الحركية لحالات المادة على فكرة جميع المواد الموجودة كجزيئات صغيرة جدا جدا والتي قد تكون ذرات أو جزيئات فردية وتفاعلها مع بعضها البعض عن طريق الاصطدام في الغازات أو السوائل أو عن طريق الاهتزاز والروابط الكيميائية في المواد الصلبة. يمكن أن نبذل قرارات مبنية على خصائصها المميزة تقدم هذه الصفحة وصفا مادية عامة للمواد في أبسط مستويات التصنيف الفيزيائي (غير الكيميائي)، أي أنها غاز أو سائل أو صلبة. ولكن، صفحة الويب هذه تقدم أيضا نماذج الجسيمات التي تمثل دائرة صغيرة ذرة أو جزيء أي جسيم معين أو أبسط وحدة من مادة. هذا القسم هو مجرد تماما في طريقة لأنك تتحدث عن الجسيمات التي لا يمكن رؤيتها بشكل فردي، كنت مجرد المواد السائبة وطابعها المادي وخصائصها. هل هناك قيود على نموذج الجسيمات يتم التعامل مع الجسيمات على أنها مجالات غير مرنة بسيطة وتتصرف فقط مثل كرات السنوكر دقيقة تحلق حولها، وليس صحيحا تماما، لكنها لا تطير حولها عشوائيا دون توقف على الرغم من أن الجسيمات يفترض أن تكون المجالات الصلبة وغير مرنة ، في الواقع أنها كل أنواع الأشكال والتطور والانحناء على الاصطدام مع الجسيمات الأخرى وعندما رد فعل أنها انقسمت إلى شظايا عندما كسر السندات. نموذج بسيط يفترض عدم وجود قوى بين الجسيمات، غير صحيح، نموذج يأخذ القليل من حساب القوى بين الجسيمات، حتى في الغازات تحصل قوى جدا بين الجزيئات. ولا يأخذ نموذج الجسيمات في الحسبان الحجم الفعلي للجسيمات مثلا. يمكن أن يكون إيونزمولكولز مختلفة على نطاق واسع في الحجم على سبيل المثال. مقارنة جزيء إيثين مع جزيء بولي (إيثين) المسافات بين الجسيمات ما هي الحالة الغاشمة للمادة ما هي خصائص الغاز كيف يمكن للشركاء الغازيين أن يتصرفوا كيف تفسر نظرية الجسيمات الحركية للغازات خصائص الغازات الغاز لا يوجد لديه شكل ثابت أو حجم، ولكن ينتشر دائما لملء أي حاوية - جزيئات الغاز سوف تنتشر في أي مساحة المتاحة. هناك تقريبا أي قوى الجذب بين الجسيمات بحيث تكون خالية تماما من بعضها البعض. الجسيمات متباعدة على نطاق واسع ومتناثرة في التحرك بسرعة عشوائيا في جميع أنحاء الحاوية حتى لا يكون هناك أي أمر في النظام. الجسيمات تتحرك خطيا وبسرعة في جميع الاتجاهات. وكثيرا ما تصطدم مع بعضها البعض وجانب الحاوية. اصطدام جزيئات الغاز مع سطح حاوية يسبب ضغط الغاز. على كذاب قبالة سطح أنها تمارس قوة في القيام بذلك. مع زيادة في درجة الحرارة. تتحرك الجسيمات بشكل أسرع لأنها تكتسب الطاقة الحركية. فإن معدل الاصطدامات بين الجسيمات نفسها وزيادة سطح الحاوية يزيد من ضغط الغاز على سبيل المثال في قاطرة البخار أو حجم الحاوية إذا كان يمكن توسيعها مثل البالون مثلا. الغازات لديها كثافة منخفضة جدا (الضوء) لأن الجسيمات هي متباعدة جدا في الحاوية (كثافة كتلة الحجم). ترتيب الكثافة: غ الصلبة الغازات غتغت الغازات تدفق الغازات بحرية لأنه لا توجد قوى فعالة من جاذبية بين الجزيئات الجزيئات الغازية. سهولة تدفق النظام. الغازات غ السوائل غتغت الصلبة (أي تدفق حقيقي في الصلبة إلا إذا كنت مسحوق) بسبب هذه الغازات والسوائل توصف بأنها السوائل. الغازات ليس لها سطح. وليس أي شكل ثابت أو حجم. وبسبب عدم وجود جاذبية الجسيمات، فإنها تنتشر دائما وملء أي حاوية (حتى حجم حجم الحاويات الغاز). يتم ضغط الغازات بسهولة بسبب المساحة الفارغة بين الجسيمات. سهولة ترتيب الضغط. الغازات غتغت السوائل غ (من المستحيل تقريبا لضغط الصلبة) ضغط الغاز عندما يقتصر الغاز في حاوية الجسيمات سوف يسبب وممارسة ضغط الغاز الذي يقاس في الغلاف الجوي (أتم) أو باسكالس (1.0 با 1.0 نانومتر 2)، الضغط هو فورساريا أي تأثير جميع الاصطدامات على سطح الحاوية. وينجم ضغط الغاز عن القوة الناتجة عن الملايين من آثار جزيئات الغاز الفردية الصغيرة على جانبي الحاوية. فعلى سبيل المثال، إذا تضاعف عدد الجسيمات الغازية في حاوية، تضاعف ضغط الغاز لأن مضاعفة عدد الجزيئات تضاعف عدد الآثار على جانب الحاوية بحيث تضاعف أيضا قوة التأثير الكلية لكل وحدة مساحة. هذا مضاعفة الجسيمات يؤثر مضاعفة الضغط في الصورة في المخططين أدناه. إذا تم الحفاظ على حجم حاوية مغلقة و يتم تسخين الغاز داخل إلى درجة حرارة أعلى، يزيد ضغط الغاز. والسبب في ذلك هو أنه عندما يتم تسخين الجسيمات فإنها تكسب الطاقة الحركية ومتوسط ​​الحركة بشكل أسرع. ولذلك سوف تتصادم مع جانبي الحاوية مع قوة أكبر من تأثير. وبالتالي زيادة الضغط. وهناك أيضا تردد أكبر من الاصطدام مع جانبي الحاوية ولكن هذا هو عامل ثانوي بالمقارنة مع تأثير زيادة الطاقة الحركية وزيادة في متوسط ​​قوة التأثير. لذلك كمية ثابتة من الغاز في حاوية مغلقة من حجم ثابت، وارتفاع درجة الحرارة كلما زاد الضغط وانخفاض درجة الحرارة أقل ضغط. لحسابات الضغط بريسورتمبيراتيور انظر الجزء 2 تشارلزغايلوساكس القانون إذا كان حجم الحاويات يمكن أن تتغير والغازات توسع بسهولة على التدفئة بسبب عدم وجود الجسيمات الجذب، والتعاقد بسهولة على التبريد. على التدفئة، جزيئات الغاز كسب الطاقة الحركية. تتحرك بشكل أسرع وضرب جانبي الحاوية بشكل متكرر. وبشكل ملحوظ، ضربوا مع قوة أكبر. اعتمادا على حالة الحاوية، سواء أو كل من الضغط أو حجم سوف تزيد (عكس على التبريد). ملاحظة: هو حجم الغاز الذي يوسع ليس الجزيئات، فإنها تبقى نفس الحجم إذا كان هناك أي قيود على حجم التوسع على التدفئة هو أكبر بكثير للغازات من السوائل أو المواد الصلبة لأنه لا يوجد أي جذب كبير بين الجسيمات الغازية. إن زيادة متوسط ​​الطاقة الحركية سوف تزيد من ضغط الغاز وبالتالي سيحاول الغاز التوسع في الحجم إذا سمح بذلك. البالونات في غرفة دافئة أكبر بكثير من نفس البالون في غرفة باردة لحسابات فولوميتمبيراتيور الغاز انظر الجزء 2 تشارلسغايلوساكس القانون ديفسيون في الغازات: الحركة السريعة والعشوائية الطبيعية للجزيئات في كل الاتجاهات يعني أن الغازات تنتشر بسهولة أو نشرها. سوف تكون الحركة الصافية لغاز معين في الاتجاه من تركيز أقل إلى تركيز أعلى، أسفل التدرج نشر سوكالد. ويتواصل الانصهار حتى تكون التركيزات موحدة طوال حاوية الغازات، ولكن كل الجسيمات تحافظ على التحرك بالطاقة الحركية الحالية من أي وقت مضى. الانتشار أسرع في الغازات من السوائل حيث يوجد مساحة أكبر للتحرك (التجربة الموضحة أدناه) والانتشار هو لا تذكر في المواد الصلبة بسبب التعبئة وثيقة من الجسيمات. الانتشار هو المسؤول عن انتشار الروائح حتى من دون أي اضطراب الهواء على سبيل المثال. واستخدام العطور، وفتح جرة من القهوة أو رائحة البنزين حول المرآب. ويزداد معدل الانتشار مع زيادة درجة الحرارة حيث تزيد الجسيمات من الطاقة الحركية وتحرك بشكل أسرع. أدلة أخرى على حركة الجسيمات العشوائية بما في ذلك نشر. عندما ينظر إلى جسيمات الدخان تحت المجهر يبدو أن الرقص حولها عندما مضاءة مع شعاع ضوء في 90 س إلى اتجاه العرض. وذلك لأن جزيئات الدخان تظهر من الضوء المنعكس والرقص بسبب الملايين من الزيارات العشوائية من جزيئات الهواء تتحرك بسرعة. وهذا ما يسمى الحركة البراونية (انظر أدناه في السوائل). في أي لحظة معينة من الزمن، فإن ضربات لن يكون حتى، وبالتالي فإن جسيمات الدخان الحصول على أكبر تقشير في اتجاه عشوائي. ويوضح اثنين من تجربة نشر جزيء الغازية أعلاه وأوضح أدناه يتم ملء أنبوب زجاجي طويل (قطرها 24 سم) في نهاية واحدة مع المكونات من الصوف القطني غارقة في كونك. حمض الهيدروكلوريك مختومة في بونغ المطاط (للصحة والسلامة) وأنبوب يتم الاحتفاظ تماما لا يزال، فرضت في وضع أفقي. المكونات مماثلة من كونك. يتم وضع محلول الأمونيا في الطرف الآخر. وستقوم مقابس الصوف المصنوعة من القطن الغارقة بإعطاء أبخرة حمض الهيدروكلوريك و نه 3 على التوالي، وإذا ترك الأنبوب دون عائق وأفقي، على الرغم من عدم وجود حركة الأنبوب، على سبيل المثال. لا تهتز لخلط وغياب الحمل الحراري، أشكال السحب البيضاء حوالي 1 3 أردي على طول من المراسلات. نهاية أنبوب حمض الهيدروكلوريك. الشرح: ما يحدث هو الغازات عديم اللون والأمونيا وكلوريد الهيدروجين، منتشر أسفل الأنبوب وتتفاعل لتشكيل بلورات بيضاء غرامة من كلوريد الأمونيوم الملح. كلوريد الأمونيا غ كلوريد الأمونيوم غ NH3 (g) حمض الهيدروكلوريك (g) غ نه 4 كل (s) لاحظ القاعدة: كلما قل الكتلة الجزيئية كلما زاد متوسط ​​سرعة الجزيئات (ولكن جميع الغازات لها نفس الطاقة الحركية المتوسطة في نفس درجة الحرارة). ولذلك كلما قل الكتلة الجزيئية، كلما كان الغاز أسرع. مثلا M r (نه 3) 14 1x3 17. يتحرك أسرع من M r (هكل) 1 35.5 36.5 وهذا هو السبب في أنها تجتمع أقرب إلى نهاية حمض الهيدروكلوريك من الأنبوب وبالتالي فإن التجربة ليست فقط دليل على حركة جزيء. بل هو أيضا دليل على أن الجزيئات من كتل جزيئية مختلفة موفيفيفوس على سرعات مختلفة. للمعالجة الرياضية انظر قانون غراهامز نشر يتم وضع الغاز الملون، أثقل من الهواء (كثافة أكبر)، في جرة الغاز السفلي ويتم وضع جرة الغاز الثانية من الهواء عديم الكثافة أقل من فوقها مع غطاء زجاجي. وينبغي أن ترفق تجارب الانتشار في درجة حرارة ثابتة لتقليل الاضطراب عن طريق الحمل الحراري. إذا تمت إزالة الغطاء الزجاجي ثم (1) تنتشر غازات الهواء عديمة اللون وصولا إلى الغاز البني الملون و (2) ينشر البروم في الهواء. حركة الجسيمات العشوائية المؤدية إلى الخلط لا يمكن أن تكون بسبب الحمل الحراري لأن الغاز الأكثر كثافة يبدأ في الأسفل. لا يلزم الهز أو غيرها من وسائل الخلط. الحركة العشوائية لكلا الجسيمات كافية لضمان أن تصبح الغازات في نهاية المطاف مختلطة تماما عن طريق الانتشار (تنتشر في بعضها البعض). وهذا دليل واضح على الانتشار بسبب الحركة العشوائية المستمرة لجميع جزيئات الغاز، وفي البداية، الحركة الصافية لنوع واحد من الجسيمات من أعلى إلى تركيز أقل (أسفل تدرج الانتشار). عندما يختلط تماما، لا لوحظ مزيد من توزيع تغيير اللون ولكن تستمر حركة الجسيمات العشوائية انظر أيضا أدلة أخرى في قسم السائل بعد نموذج الجسيمات لنشر الرسم البياني أدناه. نموذج الجسيمات من الانتشار في الغازات. تخيل التدرج نشر من اليسار إلى اليمين للجسيمات الخضراء تضاف إلى الجسيمات الزرقاء على اليسار. لذلك، بالنسبة للجزيئات الخضراء، فإن الهجرة الصافية هي من اليسار إلى اليمين وستستمر في حاوية محكمة، حتى يتم توزيع جميع الجسيمات بالتساوي في حاوية الغاز (كما في الصورة). الانتشار أسرع في الغازات مقارنة مع السوائل لأن هناك مساحة أكبر بين الجزيئات للجزيئات الأخرى للانتقال إلى عشوائيا. عندما يتم تسخين مادة صلبة تتذبذب الجزيئات بقوة أكبر لأنها تكسب الطاقة الحركية وتضعف القوى الجذابة للجسيمات. في نهاية المطاف، عند نقطة الانصهار. والقوى الجذابة ضعيفة جدا بحيث لا تحمل الجسيمات في الهيكل معا بطريقة مرتبة وهكذا يذوب الصلبة. لاحظ أن القوى بين الجزيئات لا تزال هناك لعقد السائل السائبة معا ولكن تأثير ليست قوية بما فيه الكفاية لتشكيل شعرية الكريستال أمر من الصلبة. الجسيمات تصبح حرة في التحرك وتفقد ترتيبها أمر. وهناك حاجة إلى الطاقة للتغلب على قوى جذابة وإعطاء الجسيمات زيادة الطاقة الحركية للاهتزاز. لذلك تؤخذ الحرارة في من المناطق المحيطة بها وذوبان عملية ماصة للحرارة (916H في). يتم تناول التغيرات في الطاقة لهذه التغيرات المادية للدولة لمجموعة من المواد في قسم من ملاحظات الطاقة. شرح باستخدام نظرية الجسيمات الحركية للسوائل والمواد الصلبة في التبريد، والجسيمات السائلة تفقد الطاقة الحركية وهكذا يمكن أن تصبح أكثر بقوة جذبها لبعضها البعض. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة بما فيه الكفاية، والطاقة الحركية للجسيمات غير كافية لمنع الجسيمات جذابة القوى مما تسبب في تشكيل الصلبة. في نهاية المطاف عند نقطة التجمد قوى الجذب كافية لإزالة أي حرية متبقية من الحركة (من حيث مكان إلى آخر) والجسيمات معا لتشكيل ترتيب الصلبة أمر (على الرغم من أن الجسيمات لا تزال لديها الطاقة الحركية الذبذبات. منذ الحرارة يجب أن يتم إزالتها إلى المناطق المحيطة بها، حتى غريبة كما قد يبدو، والتجميد هو عملية طاردة للحرارة (916H في) التغيرات الطاقة المقارنة من الدولة يتغير غاز لتغ السائل لتغ الصلبة 2F (ط) منحنى التبريد ماذا يحدث لدرجة حرارة مادة إذا تم تبريده من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة لاحظ أن درجة الحرارة تبقى ثابتة خلال تغيرات حالة التكثيف عند درجة الحرارة تك و فريززينغوليديفينج عند درجة الحرارة تف وذلك لأن كل الطاقة الحرارية إزالتها على التبريد في هذه درجات الحرارة (درجات الحرارة الكامنة أو إنتالبيز من تغيير الدولة)، ويسمح لتعزيز القوات بين الجسيمات (الترابط بين الجزيئات) دون سقوط درجة الحرارة، وفقدان الحرارة هو تعويض د من الطاردة للحرارة زيادة جاذبية القوة بين الجزيئات. بين المقاطع الأفقية تغيير الدولة من الرسم البياني، يمكنك ان ترى إزالة الطاقة يقلل من الطاقة الحركية للجسيمات، وخفض درجة حرارة المادة. انظر القسم 2. للحصول على وصف تفصيلي لتغيرات الحالة. منحنى التبريد يلخص التغييرات: لكل تغيير الدولة، يجب إزالة الطاقة. والمعروفة باسم الحرارة الكامنة. يتم التعامل مع قيم الطاقة الفعلية لهذه التغيرات المادية للدولة لمجموعة من المواد بمزيد من التفصيل في ملاحظات الطاقة. 2f (2) منحنى التدفئة. ماذا يحدث لدرجة حرارة المادة إذا كانت ساخنة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية ملاحظة تبقى درجة الحرارة ثابتة خلال تغيرات الدولة من ذوبان في درجة الحرارة تم والغليان في درجة الحرارة تب. وذلك لأن كل الطاقة التي تمتص في التدفئة في هذه درجات الحرارة (درجات الحرارة الكامنة أو إنثالبيز من تغيير الدولة)، ويذهب إلى إضعاف القوى بين الجسيمات (الترابط بين الجزيئات) دون ارتفاع درجة الحرارة كسب الحرارة يساوي إندوثرميشيت الطاقة امتصاص المطلوبة للحد من القوات بين الجزيئات . في بين المقاطع الأفقية تغيير الدولة من الرسم البياني، يمكنك ان ترى مدخلات الطاقة يزيد من الطاقة الحركية للجسيمات ورفع درجة حرارة المادة. انظر القسم 2. للحصول على وصف تفصيلي لتغيرات الحالة. منحنى التسخين يلخص التغييرات: لكل تغيير الدولة، يجب أن تضاف الطاقة. والمعروفة باسم الحرارة الكامنة. يتم التعامل مع قيم الطاقة الفعلية لهذه التغيرات المادية للدولة لمجموعة من المواد بمزيد من التفصيل في ملاحظات الطاقة. سمات محددة محددة تسمي الحرارة الكامنة للدولة تغيير السائل لتغ الصلبة يسمى الحرارة الكامنة محددة من الانصهار (للذوبان أو التجميد). الحرارة الكامنة للدولة تتغير السائل لغت الغاز يسمى الحرارة الكامنة المحددة من التبخر (للتكثيف والتبخر أو الغليان) لمزيد من المعلومات عن الحرارة الكامنة انظر بلدي الفيزياء تلاحظ على حرارة الكامنة محددة شرح باستخدام نظرية الجسيمات الحركية للغازات والمواد الصلبة هذا هو عندما الصلبة، على التدفئة، يتغير مباشرة في الغاز دون ذوبان، والغاز على إصلاحات التبريد الصلبة مباشرة دون التكثيف إلى السائل. التسامي عادة ما ينطوي فقط على تغيير البدني ولكن ليس دائما بهذه البساطة (انظر كلوريد الأمونيوم). نظرية من حيث الجسيمات. عندما يتم تسخين الصلبة الجسيمات يهتز مع زيادة القوة من الطاقة الحرارية المضافة. إذا كانت الجسيمات لديها ما يكفي من الطاقة الحركية من الاهتزاز للتغلب جزئيا على الجزيئات الجسيمات الجسيمات كنت تتوقع الصلبة لتذوب. ومع ذلك، إذا كانت الجسيمات عند هذه النقطة لديها ما يكفي من الطاقة في هذه المرحلة التي من شأنها أن تؤدي إلى الغليان، فإن السائل لا تشكل والصلب يتحول مباشرة إلى الغاز. تغير الحرارة الداخلي بشكل عام. والطاقة امتصاصها وتأخذ في إلى النظام. على التبريد، والجسيمات تتحرك أبطأ ولها طاقة حركية أقل. في نهاية المطاف، عندما تكون الطاقة الحركية الجسيمات منخفضة بما فيه الكفاية، وسوف تسمح للجسيمات الجسيمات قوى جذابة لإنتاج السائل. ولكن الطاقة قد تكون منخفضة بما فيه الكفاية للسماح بتشكيل المباشر للصلبة، أي أن الجسيمات ليس لديها ما يكفي من الطاقة الحركية للحفاظ على الحالة السائلة تغيير طارد للحرارة بشكل عام. وإطلاق سراح الطاقة وإعطائها إلى المناطق المحيطة بها. حتى في زجاجات درجة حرارة الغرفة من بلورات عرض اليود الصلبة تشكيل في الجزء العلوي من زجاجة فوق الصلبة. دفئا المختبر، والمزيد من شكل بلورات عندما يبرد في الليل إذا كنت بلطف الحرارة اليود في أنبوب اختبار ترى اليود بسهولة سامية وبلورة على سطح برودة بالقرب من الجزء العلوي من أنبوب الاختبار. تشكيل شكل معين من الصقيع ينطوي على التجميد المباشر لبخار الماء (الغاز). كما يمكن أن يتدفق الصقيع مباشرة إلى بخار الماء (الغاز) وهذا يحدث في الشتاء الجاف والشديد البرودة لصحراء غوبي في يوم مشمس. H 2 O (s) H 2 O (g) (التغير المادي فقط) يتم تشكيل ثاني أكسيد الكربون الصلب (الثلج الجاف) على تبريد الغاز إلى أقل من 78 درجة مئوية. عند الاحترار يتغير مباشرة إلى غاز بارد جدا. تكثيف أي بخار ماء في الهواء إلى ضباب، وبالتالي استخدامه في آثار المرحلة. كو 2 (s) كو 2 (g) (التغيير المادي فقط) على التدفئة بقوة في أنبوب الاختبار، أبيض كلوريد الأمونيوم الصلبة. تتحلل إلى خليط من اثنين من غازات عديم اللون الأمونيا وكلوريد الهيدروجين. على التبريد يتم عكس رد فعل والإصلاحات الصلبة كلوريد الأمونيوم في سطح أعلى برودة من أنبوب الاختبار. كلوريد الأمونيوم الطاقة الحرارية كلوريد الهيدروجين الأمونيوم T ينطوي على كل من التغييرات الكيميائية والفيزيائية وهكذا هو أكثر تعقيدا من الأمثلة 1. إلى 3. في الواقع بلورات كلوريد الأمونيوم الأيونية تتغير إلى الأمونيا تساهمية وغازات كلوريد الهيدروجين التي هي بطبيعة الحال أكثر تقلبا ( المواد التساهمية عموما أقل بكثير ذوبان وغليان نقطة من المواد الأيونية). صورة الجسيمات السائلة لا تظهر هنا، ولكن نماذج أخرى تطبق تماما وبصرف النظر عن تغييرات الدولة التي تنطوي على تشكيل السائل. نموذج الجسيمات الغاز وروابط نموذج الجسيمات الصلبة. يرجى ملاحظة، على مستوى أعلى من الدراسة. تحتاج إلى دراسة الرسم البياني المرحلة غلاس للمياه ومنحنى ضغط البخار من الجليد في درجات حرارة معينة. على سبيل المثال، إذا كان ضغط البخار المحيط أقل من ضغط بخار التوازن عند درجة حرارة الجليد، يمكن أن يحدث التسامي بسهولة. الثلوج والجليد في المناطق الباردة في صحراء غوبي لا تذوب في الشمس، فإنها مجرد ببطء تختفي بهدوء 2 ساعة. المزيد عن التغيرات الحراریة في التغیرات المادیة للحالة تترافق التغیرات في الحالة المادیة، أي غاز لتغت السائل السائل، مع تغیرات الطاقة. ولذوبان مادة صلبة أو تبخير بخار السائل، يجب استيعاب الطاقة الحرارية أو أخذها من المناطق المحيطة بها، لذلك تكون هذه التغيرات في الطاقة الحرارية. يتم تسخين النظام لإحداث هذه التغييرات. لتكثيف الغاز، أو تجميد الصلبة، يجب إزالة الطاقة الحرارية أو تعطى إلى المناطق المحيطة بها، لذلك هذه هي التغيرات الطاردة للحرارة الطاقة. يتم تبريد النظام لإحداث هذه التغييرات. وبصفة عامة، كلما زادت القوى بين الجسيمات كلما زادت الطاقة اللازمة لإحداث تغيير في الحالة وارتفاع درجة الانصهار ونقطة الغليان. مقارنة الطاقة اللازمة لإذابة أو غلي أنواع مختلفة من المواد (وهذا هو أكثر للطلاب المتقدمين) ويمكن التعبير عن تغير الطاقة الحرارية التي تنطوي على تغيير حالة في كمول من مادة للمقارنة العادلة. في الجدول أدناه 916H تذوب هو الطاقة اللازمة لإذابة 1 مول من المادة (كتلة الصيغة في ز). 916H فاب هو الطاقة اللازمة لتبخر عن طريق التبخر أو الغليان 1 مول من المادة (كتلة الصيغة في ز). لجزيئات تساهمية صغيرة بسيطة، والطاقة التي تمتصها المواد صغيرة نسبيا لإذابة أو تبخير المادة وأكبر جزيء أكبر القوات بين الجزيئات. هذه القوى ضعيفة بالمقارنة مع الروابط الكيميائية التي تحمل الذرات معا في جزيء نفسه. وهناك حاجة إلى طاقات منخفضة نسبيا لإذابة أو فابوريز لهم. هذه المواد لديها نقاط انصهار منخفضة نسبيا ونقاط الغليان. بالنسبة للشبكات ثلاثية الأبعاد المستعبدين بشدة، على سبيل المثال، (3) وشبك معدني من الأيونات والإلكترونات الخارجية الحرة (م إتاليك الترابط)، والهياكل هي أقوى بكثير بطريقة مستمرة بسبب الارتباط الكيميائي المستمر في جميع أنحاء الهيكل. وبالتالي، هناك حاجة إلى طاقات أكبر بكثير لتذويب أو تبخير المواد. وهذا هو السبب في أن لديهم أعلى بكثير نقطة انصهار ونقاط الغليان. نوع من الترابط والهيكل والقوى الجذابة العاملة نقطة الانصهار K (كلفن) س C 273 الطاقة اللازمة لتذوب مادة نقطة الغليان K (كلفن) س C 273 الطاقة اللازمة لغلي المادة 3A. ما الذي يحدث عندما يزول سوليد في حل سائل ماذا تعني الكلمات سولفنت، سولوتيون أند سولوتيون عندما يذوب سائل (المذاب) في سائل (المذيب) يسمى الخليط الناتج محلول. بشكل عام: حل المذيبات المذيبات غ لذلك، المذاب هو ما يذوب في المذيب، المذيبات هو السائل الذي يذوب الأشياء والحل هو نتيجة لذوبان شيء في المذيب. المادة الصلبة تفقد كل هيكلها العادي والجزيئات الصلبة الفردية (الجزيئات أو الأيونات) هي الآن خالية تماما من بعضها البعض ومزيج عشوائي مع الجسيمات السائلة الأصلية، ويمكن لجميع الجسيمات تتحرك عشوائيا. هذا يصف الملح تذوب في الماء، السكر تذويب في الشاي أو الشمع تذوب في المذيبات الهيدروكربونية مثل الروح البيضاء. وهو لا ينطوي عادة على تفاعل كيميائي، لذلك فهو عموما مثال على تغيير مادي. مهما كانت التغيرات في حجم السائل الصلب، بالمقارنة مع الحل النهائي، وقانون الحفاظ على كتلة لا يزال ينطبق. وهذا يعني: كتلة كتلة صلبة صلبة من كتلة السائل المذيبات من الحل بعد خلط وتذويب. لا يمكنك إنشاء كتلة أو تفقد كتلة. ولكن مجرد تغيير كتلة من المواد إلى شكل آخر. إذا تبخر المذيب. ثم يتم إصلاح الصلبة على سبيل المثال. إذا تم ترك محلول الملح لفترة طويلة أو تسخين بلطف لتسريع الامور، في نهاية المطاف شكل بلورات الملح، وتسمى عملية بلورة. 3B. ما الذي یحدث عندما یصاب سوائل بالکامل مع کل منھما الآخرین ما ھي الوسیلة غیر المرغوبة باستخدام نموذج الجسيمات لشرح السوائل القابلة للامتزاج. إذا اثنين من السوائل تخلط تماما من حيث الجسيمات، فإنها تسمى السوائل القابلة للامتزاج لأنها تذوب تماما في بعضها البعض. ويظهر ذلك في الرسم البياني أدناه حيث مزيج الجزيئات تماما والتحرك عشوائيا. يمكن عكس العملية عن طريق التقطير الكسري. 3C. ما الذي یحدث عندما یتعذر خلط السوائل مع کل منھا ما یجعل کلمة الکلمة غیر ممکنة لماذا لا تخفف السوائل باستخدام نموذج الجسيمات لشرح السوائل غیر القابلة للامتزاج. إذا السوائل اثنين لا تختلط. فإنها تشكل طبقتين منفصلتين وتعرفان بالسوائل غير القابلة للامتزاج، كما هو مبين في الرسم البياني أدناه حيث يكون السائل الأرجواني السفلي أكثر كثافة من الطبقة العليا من السائل الأخضر. يمكنك فصل هذين السوائل باستخدام قمع فصل. والسبب في ذلك هو أن التفاعل بين جزيئات واحدة من السوائل وحدها أقوى من التفاعل بين جزيئين مختلفين من السوائل المختلفة. على سبيل المثال، قوة الجذب بين جزيئات الماء هي أكبر بكثير من جزيئات الزيت أو جزيئات الماء، لذلك شكلت طبقتين منفصلتين لأن جزيئات الماء، من حيث تغير الطاقة، يفضلها الالتصاق معا. 3D. كيفية استخدام قمع فصل 1. يتم وضع الخليط في قمع فصل مع سدادة على و الحنفية مغلقة و طبقات اليسار لتسوية. 2. تتم إزالة سدادة، ويتم فتح الصنبور بحيث يمكنك تشغيل بعناية الطبقة الرمادي السفلي قبالة أولا في كوب. 3. ثم يتم إغلاق الصنبور مرة أخرى، وترك وراءه الطبقة الصفراء العليا السائل، لذلك فصل السوائل غير قابلة للامتزاج. التذييل 1 بعض الصور الجسيمات بسيطة من العناصر والمكونات والميكستورات غسسيغسس الاختيار من متعدد لغز على حالات الغازات المادة والسوائل أمبير المواد الصلبة بعض تمارين بسيطة سهلة من KS3 العلوم كسا 7G نموذج كوارتيكل من المواد الصلبة والسوائل وغاسكوت أسئلة الاختيار من متعدد لمراجعة العلوم على الغازات ، والسوائل والمواد الصلبة نماذج الجسيمات، وخصائص، وشرح الاختلافات بينهما. انظر أيضا لحسابات الغاز غسس مراجعة الكيمياء ملاحظات تفصيلية مجانية على حالات المادة للمساعدة في مراجعة إيغس الكيمياء إيغسس ملاحظات مراجعة الكيمياء على حالات المادة O مستوى الكيمياء مراجعة ملاحظات مفصلة مجانا على حالات المادة للمساعدة في مراجعة الكيمياء غسس ملاحظات تفصيلية مفصلة على حالات المسألة للمساعدة في تنقيح الكيمياء مستوى O موقع على شبكة الإنترنت مجانا للمساعدة في تنقيح الحالات من المادة ل غسس الكيمياء موقع على شبكة الإنترنت مجانا للمساعدة في تنقيح الحالات من المادة ل إيغس الكيمياء موقع على شبكة الإنترنت مجانا للمساعدة في تنقيح O دولة مستوى الكيمياء المسألة كيفية النجاح في الأسئلة على الدول من المادة ل غسس الكيمياء كيف تنجح في الكيمياء إيغس كيف تنجح في الكيمياء مستوى O موقع جيد للأسئلة الحرة على حالات المادة للمساعدة في تمرير الكيمياء غسس أسئلة حول حالات المادة موقع جيد للمساعدة المجانية لتمرير الكيمياء إيغس مع ملاحظات المراجعة على حالات المادة موقع على شبكة الانترنت جيدة للمساعدة المجانية لتمرير الكيمياء مستوى O ما هي الدول الثلاث من رسم المادة a diagram of the particle model diagram of a gas, particle theory of a gas, draw a particle model diagram of a liquid, particle theory of a liquid, draw a particle model diagram of a solid, particle theory of a solid, what is diffusion why can you have diffusion in gases and liquids but not in solids what are the limitations of the particle model of a gas liquid or solid how to use the particle model to explain the properties of a gas, what causes gas pressure how to use the particle model to explain the properties of a solid, how to use the particle model to explain the properties of a solid, why is a gas easily compressed but difficult to compress a liquid or solid how do we use the particle model to explain changes of state explaining melting with the particle model, explaining boiling with the particle model, explaining evaporation using the particle model, explaining condensing using the particle model, explaining freezing with the particle model, how do you read a thermometer wor king out the state of a substance at a particular temperature given its melting point and boiling point, how to draw a cooling curve, how to draw a heating curve, how to explain heatingcooling curves in terms of state changes and latent heat, what is sublimation what substances sublime explaining endothermic and exothermic energy changes of state, using the particle model to explain miscible and immiscible liquids GASES, LIQUIDS, SOLIDS, States of Matter, particle models, theory of state changes, melting, boiling, evaporation, condensing, freezing, solidifying, cooling curves, 1.1 Three states of matter: 1.1a gases, 1.1b liquids, 1.1c solids 2. State changes: 2a evaporation and boiling, 2b condensation, 2c distillation, 2d melting, 2e freezing, 2f cooling and heating curves and relative energy changes, 2g sublimation 3. Dissolving, solutions. miscibleimmiscible liquids Boiling Boiling point Brownian motion Changes of state Condensing Cooling curve Diffusion Dissolving Evaporation Freezing Freezing point Gas particle picture Heating curve Liquid particle picture Melting Melting point miscibleimmiscible liquids Properties of gases Properties of liquids Properties of solids solutions sublimation Solid particle picture GCSEIGCSE multiple choice QUIZ on states of matter gases liquids solids practice revision questions Revision notes on particle models and properties of gases, liquids and solids KS4 Science GCSEIGCSEO level Chemistry Information on particle models and properties of gases, liquids and solids for revising for AQA GCSE Science, Edexcel Science chemistry IGCSE Chemistry notes on particle models and properties of gases, liquids and solids OCR 21st Century Science, OCR Gateway Science notes on particle models and properties of gases, liquids and solids WJEC gcse science chemistry notes on particl e models and properties of gases, liquids and solids CIE O Level chemistry CIE IGCSE chemistry notes on particle models and properties of gases, liquids and solids CCEACEA gcse science chemistry (revise courses equal to US grade 8, grade 9 grade 10) science chemistry courses revision guides explanation chemical equations for particle models and properties of gases, liquids and solids educational videos on particle models and properties of gases, liquids and solids guidebooks for revising particle models and properties of gases, liquids and solids textbooks on particle models and properties of gases, liquids and solids state changes amp particle model for AQA AS chemistry, state changes amp particle model for Edexcel A level AS chemistry, state changes amp particle model for A level OCR AS chemistry A, state changes amp particle model for OCR Salters AS chemistry B, state changes amp particle model for AQA A level chemistry, state changes amp particle model for A level Edexcel A level c hemistry, state changes amp particle model for OCR A level chemistry A, state changes amp particle model for A level OCR Salters A level chemistry B state changes amp particle model for US Honours grade 11 grade 12 state changes amp particle model for pre-university chemistry courses pre-university A level revision notes for state changes amp particle model A level guide notes on state changes amp particle model for schools colleges academies science course tutors images pictures diagrams for state changes amp particle model A level chemistry revision notes on state changes amp particle model for revising module topics notes to help on understanding of state changes amp particle model university courses in science careers in science jobs in the industry laboratory assistant apprenticeships technical internships USA US grade 11 grade 11 AQA A level chemistry notes on state changes amp particle model Edexcel A level chemistry notes on state changes amp particle model for OCR A level chem istry notes WJEC A level chemistry notes on state changes amp particle model CCEACEA A level chemistry notes on state changes amp particle model for university entrance examinations describe some limitations of the particle model for gases, liquids and solidsRoll Up Doors, Commercial Overhead and Garage If your looking for a roll up door, garage door, commercial door, shed door or barn door. We have several staff members ready to answer any questions that you may have. We can also take your order over the phone. Toll Free Phone 1-877-753-6677 To Order Thanks for your business. The next generation available today. where you get more for less. We are glad to have you on our website, and even happier to demonstrate why our products are the state of the art highest performance on the market today. We are a US based company that specializes in making roll up, commercial garage and wind load rated doors and would like to tell you about our line of products. Thousands and thousands of our units are in operation all over the world, every day of the year. Our roll up doors. commercial roll up doors and garage doors are special because they are made of good quality components. Delivering a high quality, cost effective product is our standard and that is just why our units have been chosen by many companies, small and large. In the 10 years that we have been in business we have made a good name for ourselves in countries around the world. Explore our site and get an even more in-depth view of our product range in real world conditions. Through our web site you will be able to see our price list and brochures. Telephone: 1-352-243-0180 Toll Free 1-877-753-6677 In need of a single unit for your shed, building or supplying a complete mini storage facility, we can ship any amount directly to your job site. Commercial, Heavy Duty, Wind Certified designed to 150 mph wind, we can deliver from several strategically located plants in Orlando, FL. Mesa, AZ. Temple GA. Anaheim, CA. Butler, IN. Houston, TX. Made In The US. Ready To Buy Go ToStep 5 . Telephone: 1-352-243-0180 Toll Free: 1-877-753-6677 . Follow these steps to find the correct size door: We can supply you with a selection of units from major manufactures at discount prices. Our prices are for a boxed ready to ship unit (shipping depends on garage door size and zip code). All our units come complete with frame, fixings, mounting brackets, tension or reduced drive chain, locklatch system in any of 22 colors. We can offer you the right product at the right price for the following applications: Commercial steel rollingoverhead. Light use and medium use metal units. Heavy Duty Wind rated units inc. Dade county approved. Sizes up to 20ft wide and 16ft high. Also medium to heavy duty commercial doors. If you would like to place an order or receive more information, please use our web site, or contact us by telephone. FREE PHONE 1-877-753-6677 TO ORDER Interested in learning more and seeing our fantastic selection Simply visit our website today to start shopping Your source for doors. ( Period ) If you need a door, no matter what kind it is weve got it for less We are Doors Direct. We work directly with Manufacturers, allowing us to reduce expenses. We are pioneers of the direct-to-the-consumer approach, And we can offer our customers great service as well as Substantial savings. At Doors Direct we have a beautiful and large selection of styles to choose from Whether you are in the market for a new garage door, Roll-up-door, roll up shed door, roll up barn door or a commercial door, Doors Direct has the variety And quality to suit your needs NOBODY BEATS OUR PRICES. Were so confident our prices cant be beat, we guarantee it We offer a Low Price Guarantee on all in-stock merchandise. Just compare our total priceitem price tax (if applicable) shipping amp handling to the total price of other online stores. If you find a lower price, we will match the price and refund 10 of the difference Just call or visit our awesome website to begin shopping LOG ON, or CALL NOW and get the best prices on: Garage Doors Roll up Doors Commercial Doors Roll Up Barn Doors Accessories Roll Up Shed Doors Roll Up SCounter Doors And much more Log on now to view our full inventory BuyDoorsDirect Or call us 1-877-753-6677 DOOR SPRINGS: During production, each spring is coated with a generous amount of grease that penetrates the innermost pores of the spring with additives, displacing moisture and preventing the formation of rust and corrosion. In addition, this process relieves the friction created between spring coils, thereby providing a smoother door operation. Finally, the spring and axle assembly is enclosed in a tube to protect them from the elements encountered throughout the life of the door. OPTIONAL PACKAGE PROTECTION amp SHIPPING: Doors stacked on top of each other in transit are going to shifthellip unless they can be packaged in a way to minimize the sliding that occurs during that time. Janus has found the way. As an option, we can suspend each door individually in crates. Whether they travel down the block or across the country, compaction damages, door abrasions and chatter marks are virtually eliminated. RATCHET TENSIONING DEVICE: The ratchet tensioning device, supplied as standard equipment on our door, offers a simpler method of tensioning while more accurately fine tuning all the springs on the door at the same time. There is no extra hardware required. Eight different positions on the tension wheel allow one to perfectly balance the door every time. There are no pins required to hold the tension on the springhellip you simply just click it. RADIAL BALL BEARINGS: Roll Up Doors Direct supplies radial ball bearings at no additional cost to you. Our permanently-lubricated bearings require no maintenance and are guaranteed to last the entire life span of the door. DEAD AXLE amp TORQUE TUBE ASSEMBLY: This design, noted for its durability and smoother operation with commercial applications, has now been incorporated into the Janus self storage door. The tube housing protects the springs and strengthens the axle. Eliminating axle push and shift that can occur with a live axle, the dead axle design allows for a straighter travel path of the door curtain in the guides. The greatest feature of this design is that it affords the fine tuning of any spring adjustment to equally affect all springs on the door at the same time. DOOR STOPS: Our removable door stops are simple to install and prevent the curtain from over traveling the guide when raising the door MAGNETIC ZINC COATED STEEL OR OPTIONAL STAINLESS STEEL LATCH: Our patented mini latch features a cover plate made from a heavy gauge yellow zinc coated steel or optional stainless steel. In addition, the latch cover protects the slide from tampering by completely covering the slide, with the exception of a tab used to operate the latch. To further secure the door, the latchrsquos two inch throw, with its magnetic properties, can be incorporated with the new guidemounted security devices. This versatile design affords you the ability to utilize padlocks, cylinder locks or both. DOOR CURTAIN: The 26 gauge corrugated door curtain is manufactured from full hard galvanized grade 80 steel and coated with Super Durable polyester paint that is backed by a 40 year film integrity and 25 year no-fade limited paint warranty. Available in sizes up to 10rsquo0rdquo x 10rsquo0rdquo and in over 20 different standard colors. All DRUMS are fitted with a grease filled, shielded radial ball bearing to contribute to a smoother operation and reduce wear and friction. Factory installed galvanized reinforced 16 gauge BRACKETS (12 gauge for doors over 9rsquo wide or 8rsquo tall) are designed to easily snap onto the guides, reducing installation time. Galvanized, guide-mounted HEAD STOPS are simple to install and prevent curtain over travel when raising the door. Installed through guide after curtain is lowered, they provide definite contact with the bottom bar angle and stop clips. The RATCHET SPRING TENSIONER ASSEMBLY is factory installed on the end of the door axle and allows precise fine tuning of the initial spring tension. Increments of 18 turn are possible. Tensioner adjusts both springs equally at the same time from only one end of the door. Roll formed clear acrylic coated galvanized steel BOTTOM BAR reinforced with a 1-12rdquo x 1-12rdquo 14 gauge full width galvanized angle that extends fully into the guides. The PVC bulb astragal provides positive contact with floor. Lift handle(s) and stop clips installed on exterior side of bottom bar and a non-rotting pull rope is attached to the inside angle. Oil-tempered helical torsion SPRINGS are factory lubricated to minimize friction and corrosion while increasing the spring cycle life. Spring wire confirms to ASTM A 229.Full width galvanized steel BARREL totally encloses the drums, springs and axle. Barrel-type construction reduces door sag, eliminates drum dents and improves operation due to an even support of the curtain for the entire width. Galvanized and pre-painted with long lasting Super Durable polyester paint, the 26 gauge CORRUGATED CURTAIN is roll formed from ASTM A 653 grade 80 full hard steel. This premium steel yields greater door strength and minimized curtain damage. Full height felt tape on back of curtain prevents nesting and reduces paint rubbing. 20 colors are standard, with others available on special order. Available in sizes up to 10rsquo0rdquo x 10rsquo0rdquo. Roll formed, 18 gauge galvanized GUIDES are fitted with dual polyethylene wear strips to reduce friction and muffle door noises. All guide attachment to jamb is performed through the guides without the addition of clips welded to the back of the guide. This gives a neater appearance, increased strength and aids in tight installations. Yellow zinc coated steel or optional stainless steel cover, slide and four attachment bolts are factory installed. The slide exhibits magnetic properties that can be used to activate a guide mounted security sensor. LATCH accepts all industry padlocks, including 716rdquo diameter shanks. Provision for cylinder lock included. Featured ProductsGraphite 1 performs two pretty simple tasks: storing numbers that change over time and graphing them. There has been a lot of software written over the years to do these same tasks. What makes Graphite unique is that it provides this functionality as a network service that is both easy to use and highly scalable. The protocol for feeding data into Graphite is simple enough that you could learn to do it by hand in a few minutes (not that youd actually want to, but its a decent litmus test for simplicity). Rendering graphs and retrieving data points are as easy as fetching a URL. This makes it very natural to integrate Graphite with other software and enables users to build powerful applications on top of Graphite. One of the most common uses of Graphite is building web-based dashboards for monitoring and analysis. Graphite was born in a high-volume e-commerce environment and its design reflects this. Scalability and real-time access to data are key goals. The components that allow Graphite to achieve these goals include a specialized database library and its storage format, a caching mechanism for optimizing IO operations, and a simple yet effective method of clustering Graphite servers. Rather than simply describing how Graphite works today, I will explain how Graphite was initially implemented (quite naively), what problems I ran into, and how I devised solutions to them. 7.1. The Database Library: Storing Time-Series Data Graphite is written entirely in Python and consists of three major components: a database library named whisper. a back-end daemon named carbon. and a front-end webapp that renders graphs and provides a basic UI. While whisper was written specifically for Graphite, it can also be used independently. It is very similar in design to the round-robin-database used by RRDtool, and only stores time-series numeric data. Usually we think of databases as server processes that client applications talk to over sockets. However, whisper. much like RRDtool, is a database library used by applications to manipulate and retrieve data stored in specially formatted files. The most basic whisper operations are create to make a new whisper file, update to write new data points into a file, and fetch to retrieve data points. Figure 7.1: Basic Anatomy of a whisper File As shown in Figure 7.1. whisper files consist of a header section containing various metadata, followed by one or more archive sections. Each archive is a sequence of consecutive data points which are (timestamp, value) pairs. When an update or fetch operation is performed, whisper determines the offset in the file where data should be written to or read from, based on the timestamp and the archive configuration. 7.2. The Back End: A Simple Storage Service Graphites back end is a daemon process called carbon-cache. usually simply referred to as carbon. It is built on Twisted, a highly scalable event-driven IO framework for Python. Twisted enables carbon to efficiently talk to a large number of clients and handle a large amount of traffic with low overhead. Figure 7.2 shows the data flow among carbon. whisper and the webapp: Client applications collect data and send it to the Graphite back end, carbon. which stores the data using whisper. This data can then be used by the Graphite webapp to generate graphs. Figure 7.2: Data Flow The primary function of carbon is to store data points for metrics provided by clients. In Graphite terminology, a metric is any measurable quantity that can vary over time (like the CPU utilization of a server or the number of sales of a product). A data point is simply a (timestamp, value) pair corresponding to the measured value of a particular metric at a point in time. Metrics are uniquely identified by their name, and the name of each metric as well as its data points are provided by client applications. A common type of client application is a monitoring agent that collects system or application metrics, and sends its collected values to carbon for easy storage and visualization. Metrics in Graphite have simple hierarchical names, similar to filesystem paths except that a dot is used to delimit the hierarchy rather than a slash or backslash. carbon will respect any legal name and creates a whisper file for each metric to store its data points. The whisper files are stored within carbon s data directory in a filesystem hierarchy that mirrors the dot-delimited hierarchy in each metrics name, so that (for example) servers. www01.cpuUsage maps to hellipserverswww01cpuUsage. wsp . When a client application wishes to send data points to Graphite it must establish a TCP connection to carbon. usually on port 2003 2. The client does all the talking carbon does not send anything over the connection. The client sends data points in a simple plain-text format while the connection may be left open and re-used as needed. The format is one line of text per data point where each line contains the dotted metric name, value, and a Unix epoch timestamp separated by spaces. For example, a client might send: On a high level, all carbon does is listen for data in this format and try to store it on disk as quickly as possible using whisper. Later on we will discuss the details of some tricks used to ensure scalability and get the best performance we can out of a typical hard drive. 7.3. The Front End: Graphs On-Demand The Graphite webapp allows users to request custom graphs with a simple URL-based API. Graphing parameters are specified in the query-string of an HTTP GET request, and a PNG image is returned in response. For example, the URL: requests a 500times300 graph for the metric servers. www01.cpuUsage and the past 24 hours of data. Actually, only the target parameter is required all the others are optional and use your default values if omitted. Graphite supports a wide variety of display options as well as data manipulation functions that follow a simple functional syntax. For example, we could graph a 10-point moving average of the metric in our previous example like this: Functions can be nested, allowing for complex expressions and calculations. Here is another example that gives the running total of sales for the day using per-product metrics of sales-per-minute: The sumSeries function computes a time-series that is the sum of each metric matching the pattern products..salesPerMinute. Then integral computes a running total rather than a per-minute count. From here it isnt too hard to imagine how one might build a web UI for viewing and manipulating graphs. Graphite comes with its own Composer UI, shown in Figure 7.3. that does this using Javascript to modify the graphs URL parameters as the user clicks through menus of the available features. Figure 7.3: Graphites Composer Interface 7.4. Dashboards Since its inception Graphite has been used as a tool for creating web-based dashboards. The URL API makes this a natural use case. Making a dashboard is as simple as making an HTML page full of tags like this: However, not everyone likes crafting URLs by hand, so Graphites Composer UI provides a point-and-click method to create a graph from which you can simply copy and paste the URL. When coupled with another tool that allows rapid creation of web pages (like a wiki) this becomes easy enough that non-technical users can build their own dashboards pretty easily. 7.5. An Obvious Bottleneck Once my users started building dashboards, Graphite quickly began to have performance issues. I investigated the web server logs to see what requests were bogging it down. It was pretty obvious that the problem was the sheer number of graphing requests. The webapp was CPU-bound, rendering graphs constantly. I noticed that there were a lot of identical requests, and the dashboards were to blame. Imagine you have a dashboard with 10 graphs in it and the page refreshes once a minute. Each time a user opens the dashboard in their browser, Graphite has to handle 10 more requests per minute. This quickly becomes expensive. A simple solution is to render each graph only once and then serve a copy of it to each user. The Django web framework (which Graphite is built on) provides an excellent caching mechanism that can use various back ends such as memcached. Memcached 3 is essentially a hash table provided as a network service. Client applications can get and set key-value pairs just like an ordinary hash table. The main benefit of using memcached is that the result of an expensive request (like rendering a graph) can be stored very quickly and retrieved later to handle subsequent requests. To avoid returning the same stale graphs forever, memcached can be configured to expire the cached graphs after a short period. Even if this is only a few seconds, the burden it takes off Graphite is tremendous because duplicate requests are so common. Another common case that creates lots of rendering requests is when a user is tweaking the display options and applying functions in the Composer UI. Each time the user changes something, Graphite must redraw the graph. The same data is involved in each request so it makes sense to put the underlying data in the memcache as well. This keeps the UI responsive to the user because the step of retrieving data is skipped. 7.6. Optimizing IO Imagine that you have 60,000 metrics that you send to your Graphite server, and each of these metrics has one data point per minute. Remember that each metric has its own whisper file on the filesystem. This means carbon must do one write operation to 60,000 different files each minute. As long as carbon can write to one file each millisecond, it should be able to keep up. This isnt too far fetched, but lets say you have 600,000 metrics updating each minute, or your metrics are updating every second, or perhaps you simply cannot afford fast enough storage. Whatever the case, assume the rate of incoming data points exceeds the rate of write operations that your storage can keep up with. How should this situation be handled Most hard drives these days have slow seek time 4. that is, the delay between doing IO operations at two different locations, compared to writing a contiguous sequence of data. This means the more contiguous writing we do, the more throughput we get. But if we have thousands of files that need to be written to frequently, and each write is very small (one whisper data point is only 12 bytes) then our disks are definitely going to spend most of their time seeking. Working under the assumption that the rate of write operations has a relatively low ceiling, the only way to increase our data point throughput beyond that rate is to write multiple data points in a single write operation. This is feasible because whisper arranges consecutive data points contiguously on disk. So I added an updatemany function to whisper. which takes a list of data points for a single metric and compacts contiguous data points into a single write operation. Even though this made each write larger, the difference in time it takes to write ten data points (120 bytes) versus one data point (12 bytes) is negligible. It takes quite a few more data points before the size of each write starts to noticeably affect the latency. Next I implemented a buffering mechanism in carbon. Each incoming data point gets mapped to a queue based on its metric name and is then appended to that queue. Another thread repeatedly iterates through all of the queues and for each one it pulls all of the data points out and writes them to the appropriate whisper file with updatemany. Going back to our example, if we have 600,000 metrics updating every minute and our storage can only keep up with 1 write per millisecond, then the queues will end up holding about 10 data points each on average. The only resource this costs us is memory, which is relatively plentiful since each data point is only a few bytes. This strategy dynamically buffers as many datapoints as necessary to sustain a rate of incoming datapoints that may exceed the rate of IO operations your storage can keep up with. A nice advantage of this approach is that it adds a degree of resiliency to handle temporary IO slowdowns. If the system needs to do other IO work outside of Graphite then it is likely that the rate of write operations will decrease, in which case carbon s queues will simply grow. The larger the queues, the larger the writes. Since the overall throughput of data points is equal to the rate of write operations times the average size of each write, carbon is able to keep up as long as there is enough memory for the queues. carbon s queueing mechanism is depicted in Figure 7.4 . Figure 7.4: Carbons Queueing Mechanism 7.7. Keeping It Real-Time Buffering data points was a nice way to optimize carbon s IO but it didnt take long for my users to notice a rather troubling side effect. Revisiting our example again, weve got 600,000 metrics that update every minute and were assuming our storage can only keep up with 60,000 write operations per minute. This means we will have approximately 10 minutes worth of data sitting in carbon s queues at any given time. To a user this means that the graphs they request from the Graphite webapp will be missing the most recent 10 minutes of data: Not good Fortunately the solution is pretty straight-forward. I simply added a socket listener to carbon that provides a query interface for accessing the buffered data points and then modifies the Graphite webapp to use this interface each time it needs to retrieve data. The webapp then combines the data points it retrieves from carbon with the data points it retrieved from disk and voila, the graphs are real-time. Granted, in our example the data points are updated to the minute and thus not exactly real-time, but the fact that each data point is instantly accessible in a graph once it is received by carbon is real-time. 7.8. Kernels, Caches, and Catastrophic Failures As is probably obvious by now, a key characteristic of system performance that Graphites own performance depends on is IO latency. So far weve assumed our system has consistently low IO latency averaging around 1 millisecond per write, but this is a big assumption that requires a little deeper analysis. Most hard drives simply arent that fast even with dozens of disks in a RAID array there is very likely to be more than 1 millisecond latency for random access. Yet if you were to try and test how quickly even an old laptop could write a whole kilobyte to disk you would find that the write system call returns in far less than 1 millisecond. Why Whenever software has inconsistent or unexpected performance characteristics, usually either buffering or caching is to blame. In this case, were dealing with both. The write system call doesnt technically write your data to disk, it simply puts it in a buffer which the kernel then writes to disk later on. This is why the write call usually returns so quickly. Even after the buffer has been written to disk, it often remains cached for subsequent reads. Both of these behaviors, buffering and caching, require memory of course. Kernel developers, being the smart folks that they are, decided it would be a good idea to use whatever user-space memory is currently free instead of allocating memory outright. This turns out to be a tremendously useful performance booster and it also explains why no matter how much memory you add to a system it will usually end up having almost zero free memory after doing a modest amount of IO. If your user-space applications arent using that memory then your kernel probably is. The downside of this approach is that this free memory can be taken away from the kernel the moment a user-space application decides it needs to allocate more memory for itself. The kernel has no choice but to relinquish it, losing whatever buffers may have been there. So what does all of this mean for Graphite We just highlighted carbon s reliance on consistently low IO latency and we also know that the write system call only returns quickly because the data is merely being copied into a buffer. What happens when there is not enough memory for the kernel to continue buffering writes The writes become synchronous and thus terribly slow This causes a dramatic drop in the rate of carbon s write operations, which causes carbon s queues to grow, which eats up even more memory, starving the kernel even further. In the end, this kind of situation usually results in carbon running out of memory or being killed by an angry sysadmin. To avoid this kind of catastrophe, I added several features to carbon including configurable limits on how many data points can be queued and rate-limits on how quickly various whisper operations can be performed. These features can protect carbon from spiraling out of control and instead impose less harsh effects like dropping some data points or refusing to accept more data points. However, proper values for those settings are system-specific and require a fair amount of testing to tune. They are useful but they do not fundamentally solve the problem. For that, well need more hardware. 7.9. Clustering Making multiple Graphite servers appear to be a single system from a user perspective isnt terribly difficult, at least for a naiumlve implementation. The webapps user interaction primarily consists of two operations: finding metrics and fetching data points (usually in the form of a graph). The find and fetch operations of the webapp are tucked away in a library that abstracts their implementation from the rest of the codebase, and they are also exposed through HTTP request handlers for easy remote calls. The find operation searches the local filesystem of whisper data for things matching a user-specified pattern, just as a filesystem glob like. txt matches files with that extension. Being a tree structure, the result returned by find is a collection of Node objects, each deriving from either the Branch or Leaf sub-classes of Node. Directories correspond to branch nodes and whisper files correspond to leaf nodes. This layer of abstraction makes it easy to support different types of underlying storage including RRD files 5 and gzipped whisper files. The Leaf interface defines a fetch method whose implementation depends on the type of leaf node. In the case of whisper files it is simply a thin wrapper around the whisper librarys own fetch function. When clustering support was added, the find function was extended to be able to make remote find calls via HTTP to other Graphite servers specified in the webapps configuration. The node data contained in the results of these HTTP calls gets wrapped as RemoteNode objects which conform to the usual Node. Branch. and Leaf interfaces. This makes the clustering transparent to the rest of the webapps codebase. The fetch method for a remote leaf node is implemented as another HTTP call to retrieve the data points from the nodes Graphite server. All of these calls are made between the webapps the same way a client would call them, except with one additional parameter specifying that the operation should only be performed locally and not be redistributed throughout the cluster. When the webapp is asked to render a graph, it performs the find operation to locate the requested metrics and calls fetch on each to retrieve their data points. This works whether the data is on the local server, remote servers, or both. If a server goes down, the remote calls timeout fairly quickly and the server is marked as being out of service for a short period during which no further calls to it will be made. From a user standpoint, whatever data was on the lost server will be missing from their graphs unless that data is duplicated on another server in the cluster. 7.9.1. A Brief Analysis of Clustering Efficiency The most expensive part of a graphing request is rendering the graph. Each rendering is performed by a single server so adding more servers does effectively increase capacity for rendering graphs. However, the fact that many requests end up distributing find calls to every other server in the cluster means that our clustering scheme is sharing much of the front-end load rather than dispersing it. What we have achieved at this point, however, is an effective way to distribute back-end load, as each carbon instance operates independently. This is a good first step since most of the time the back end is a bottleneck far before the front end is, but clearly the front end will not scale horizontally with this approach. In order to make the front end scale more effectively, the number of remote find calls made by the webapp must be reduced. Again, the easiest solution is caching. Just as memcached is already used to cache data points and rendered graphs, it can also be used to cache the results of find requests. Since the location of metrics is much less likely to change frequently, this should typically be cached for longer. The trade-off of setting the cache timeout for find results too long, though, is that new metrics that have been added to the hierarchy may not appear as quickly to the user. 7.9.2. Distributing Metrics in a Cluster The Graphite webapp is rather homogeneous throughout a cluster, in that it performs the exact same job on each server. carbon s role, however, can vary from server to server depending on what data you choose to send to each instance. Often there are many different clients sending data to carbon. so it would be quite annoying to couple each clients configuration with your Graphite clusters layout. Application metrics may go to one carbon server, while business metrics may get sent to multiple carbon servers for redundancy. To simplify the management of scenarios like this, Graphite comes with an additional tool called carbon-relay. Its job is quite simple it receives metric data from clients exactly like the standard carbon daemon (which is actually named carbon-cache ) but instead of storing the data, it applies a set of rules to the metric names to determine which carbon-cache servers to relay the data to. Each rule consists of a regular expression and a list of destination servers. For each data point received, the rules are evaluated in order and the first rule whose regular expression matches the metric name is used. This way all the clients need to do is send their data to the carbon-relay and it will end up on the right servers. In a sense carbon-relay provides replication functionality, though it would more accurately be called input duplication since it does not deal with synchronization issues. If a server goes down temporarily, it will be missing the data points for the time period in which it was down but otherwise function normally. There are administrative scripts that leave control of the re-synchronization process in the hands of the system administrator. 7.10. Design Reflections My experience in working on Graphite has reaffirmed a belief of mine that scalability has very little to do with low-level performance but instead is a product of overall design. I have run into many bottlenecks along the way but each time I look for improvements in design rather than speed-ups in performance. I have been asked many times why I wrote Graphite in Python rather than Java or C, and my response is always that I have yet to come across a true need for the performance that another language could offer. In Knu74 , Donald Knuth famously said that premature optimization is the root of all evil. As long as we assume that our code will continue to evolve in non-trivial ways then all optimization 6 is in some sense premature. One of Graphites greatest strengths and greatest weaknesses is the fact that very little of it was actually designed in the traditional sense. By and large Graphite evolved gradually, hurdle by hurdle, as problems arose. Many times the hurdles were foreseeable and various pre-emptive solutions seemed natural. However it can be useful to avoid solving problems you do not actually have yet, even if it seems likely that you soon will. The reason is that you can learn much more from closely studying actual failures than from theorizing about superior strategies. Problem solving is driven by both the empirical data we have at hand and our own knowledge and intuition. Ive found that doubting your own wisdom sufficiently can force you to look at your empirical data more thoroughly. For example, when I first wrote whisper I was convinced that it would have to be rewritten in C for speed and that my Python implementation would only serve as a prototype. If I werent under a time-crunch I very well may have skipped the Python implementation entirely. It turns out however that IO is a bottleneck so much earlier than CPU that the lesser efficiency of Python hardly matters at all in practice. As I said, though, the evolutionary approach is also a great weakness of Graphite. Interfaces, it turns out, do not lend themselves well to gradual evolution. A good interface is consistent and employs conventions to maximize predictability. By this measure, Graphites URL API is currently a sub-par interface in my opinion. Options and functions have been tacked on over time, sometimes forming small islands of consistency, but overall lacking a global sense of consistency. The only way to solve such a problem is through versioning of interfaces, but this too has drawbacks. Once a new interface is designed, the old one is still hard to get rid of, lingering around as evolutionary baggage like the human appendix. It may seem harmless enough until one day your code gets appendicitis (i. e. a bug tied to the old interface) and youre forced to operate. If I were to change one thing about Graphite early on, it would have been to take much greater care in designing the external APIs, thinking ahead instead of evolving them bit by bit. Another aspect of Graphite that causes some frustration is the limited flexibility of the hierarchical metric naming model. While it is quite simple and very convenient for most use cases, it makes some sophisticated queries very difficult, even impossible, to express. When I first thought of creating Graphite I knew from the very beginning that I wanted a human-editable URL API for creating graphs 7. While Im still glad that Graphite provides this today, Im afraid this requirement has burdened the API with excessively simple syntax that makes complex expressions unwieldy. A hierarchy makes the problem of determining the primary key for a metric quite simple because a path is essentially a primary key for a node in the tree. The downside is that all of the descriptive data (i. e. column data) must be embedded directly in the path. A potential solution is to maintain the hierarchical model and add a separate metadata database to enable more advanced selection of metrics with a special syntax. 7.11. Becoming Open Source Looking back at the evolution of Graphite, I am still surprised both by how far it has come as a project and by how far it has taken me as a programmer. It started as a pet project that was only a few hundred lines of code. The rendering engine started as an experiment, simply to see if I could write one. whisper was written over the course of a weekend out of desperation to solve a show-stopper problem before a critical launch date. carbon has been rewritten more times than I care to remember. Once I was allowed to release Graphite under an open source license in 2008 I never really expected much response. After a few months it was mentioned in a CNET article that got picked up by Slashdot and the project suddenly took off and has been active ever since. Today there are dozens of large and mid-sized companies using Graphite. The community is quite active and continues to grow. Far from being a finished product, there is a lot of cool experimental work being done, which keeps it fun to work on and full of potential. launchpadgraphite There is another port over which serialized objects can be sent, which is more efficient than the plain-text format. This is only needed for very high levels of traffic. memcached. org Solid-state drives generally have extremely fast seek times compared to conventional hard drives. RRD files are actually branch nodes because they can contain multiple data sources an RRD data source is a leaf node. Knuth specifically meant low-level code optimization, not macroscopic optimization such as design improvements. This forces the graphs themselves to be open source. Anyone can simply look at a graphs URL to understand it or modify it.