Агрегатные состояния вещества. Физические свойства тел в различных агрегатных состояниях. Зависимость линейных размеров тел от температуры
Агрегатное состояние
Агрегатное состояние вещества
В зависимости от условий окружающей среды и в первую очередь от температуры и давления химические вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях. Эти агрегатные состояния отличаются друг от друга величиной и природой сил, действующих между частицами, а также характером движения самих частиц. Различают твердое, жидкое, газообразное и плазменное состояния веществ. Между четырьмя агрегатными состояниями нет резких границ. В зависимости от природы веществ, образующих систему, а также температуры и давления возможно существование промежуточных или переходных агрегатных состояний. В газообразном состоянии вещество заполняет весь объем и принимает форму сосуда, обладает большой сжимаемостью и образует однородные смеси. Эти свойства газов обусловлены тем, что их отдельные молекулы находятся на сравнительно далеком расстоянии друг от друга, поэтому не оказывают значительного взаимного влияния. Кинетическая энергия молекул в этом состоянии максимальна, а энергия их взаимодействия минимальна. Главным видом движения молекул в газах является поступательное движение. При этом они испытывают огромное число соударений: Молекулы в газах движутся хаотически. Они сохраняют свою химическую индивидуальность, поэтому многие физико-химические свойства таких систем могут быть получены по правилу аддитивности: Так, давление р, объем V и число молей идеального газа связаны между собой уравнением Менделеева — Клапейрона где — молярная газовая постоянная; Т — термодинамическая температура. При переходе к реальным газам в уравнение III. Формально уравнение может быть применено и к жидкостям. Однако поправочный член будет значительно превышать давление. Уравнение впервые было предложено Ван-дер-Ваальсом и называется его именем. Точные количественные расчеты для газов требуют введения еще и других поправок. К настоящему времени предложено большое число различных уравнений состояния газов, дающих хорошие результаты в том или ином интервале изменения температуры и давления. При нагревании разреженных газообразных систем до высоких температур, как правило, превышающих десятки тысяч градусов, происходит ионизация молекул, и газ переходит в специфическое состояние с электронно-ионной проводимостью, называемое плазменным состоянием. Ионы, появившиеся в низкотемпературной плазме в результате отщепления электронов, способны к дальнейшим химическим реакциям, поэтому в плазмах можно обнаружить такие экзотические с точки зрения химии частицы, как иоиы Кинетическая и потенциальная энергия частиц в плазменном состоянии превышает аналогичные параметры газообразных молекул, но наиболее существенные различия между плазмой и газами возникают при наложении электрического и магнитного полей большой напряженности. При этом движение частиц в плазме становится направленным, и придавая ему винтообразную форму, можно до известной степени управлять плазмой. При охлаждении газ конденсируется, превращаясь в жидкость, которая при дальнейшем охлаждении переходит в твердое состояние. В поведении жидкостей и твердых тел есть много общего: Молекулы в жидкости находятся значительно ближе друг к другу, чем в газах, и удерживаются относительно друг друга силами межмолекулярного взаимодействия. Доля свободного объема в жидкости очень невелика, поэтому жидкости обладают незначительной сжимаемостью. Молекулы в жидкости свободно перемещаются относительно друг друга, поэтому жидкости обладают текучестью и способностью принимать форму той части сосуда, которую они занимают, либо форму шара в невесомости. Повышенное тепловое движение частиц в жидкостях и низкая вязкость их приводят, в среднем, к неупорядоченному размещению частиц. В связи с этим жидкости обладают изотропностью, т. Согласно теории советского ученого Я. Френкеля, частицы, находясь в этом положении, совершают тепловое колебательное движение и лишь изредка осуществляют поступательный скачок за пределы своей группировки. Известно много веществ, которые в жидком состоянии обладают анизотропностью, т. Такие вещества называют жидкими кристаллами. Своеобразие структуры жидких кристаллов проявляется в том, что образующие их частицы могут свободно перемещаться друг относительно друга, при этом их ориентация сохраняется. Частицы или располагаются таким образом, что их оси ориентированы нитеобразно в одном направлении, или размещены в параллельных слоях, внутри которых движение частиц разупорядочено. Первый тип жидких кристаллов называют нематическим или нитеобразным, второй — смектическим смегма — мыло. Жидкокристаллическое состояние реализуется, например, при растворении в воде ацетата холестерина, олеатов калия и аммония, различных липидов, а также других веществ, как правило, органической природы, молекулы которых имеют нитеобразную структуру. Структура жидких кристаллов легко изменяется при нагревании, воздействии электрических и магнитных полей, механических напряжений и т. Таким образом можно управлять физическими свойствами жидких кристаллов с помощью слабых внешних воздействий. Жидкие кристаллы широко применяются в цветных дисплеях, термометрах, буквенно-цифровых индикаторах и других устройствах записи и хранения информации. В твердом агрегатном состоянии вещества средние расстояния между образующими его микрочастицами равны размеру частиц, а энергия взаимодействия значительно превышает их среднюю кинетическую энергию. Основным видом движения микрочастиц является их тепловое колебательное движение, поэтому вероятность пребывания частиц вблизи фиксированных равновесных положений максимальна. Это объясняет наличие у твердых тел собственной формы, отсутствие текучести, незначительную сжимаемость и механическую прочность. Твердые вещества могут быть в аморфном и кристаллическом состояниях. Методом изобарического охлаждения при постоянном давлении , изотермического сжатия жидкостей или переохлаждением расплавов можно получить некоторые вещества в аморфном состоянии. Вещество в таком состоянии не имеет дальнего порядка, оно изотропно т. Твердое аморфное состояние вещества может рассматриваться как переохлажденная жидкость. Типичными примерами аморфных тел могут служить стекла, поэтому аморфное состояние называют также стеклообразным. В стеклообразном состоянии могут находиться простые вещества S, Se, As, С, Р , оксиды, некоторые многокомпонентные системы, большинство органических полимеров. Металлы в стеклообразном состоянии обладают некоторыми специфическими свойствами, например повышенной устойчивостью к химическому воздействию внешней среды. Большинство твердых тел в окружающем нас мире являются кристаллическими, т. В монокристаллах эта регулярность распространяется на весь объем твердого тела, в поликристаллических образцах имеются регулярные области — зерна, размеры которых значительно превышают расстояния между микрочастицами на границах между этими областями ориентация регулярной структуры резко меняется. Регулярное расположение образующих кристалл микрочастиц может быть изображено в виде так называемой кристаллической решетки, представляющей собой сетку из регулярно повторяющихся в пространстве и параллельно размещенных точек, называемых узлами решетки. В узлах располагаются центры частиц, формирующих данный кристалл. В отличие от аморфных тел монокристаллы обладают анизотропными свойствами, т. Переход из кристаллического твердого в жидкое агрегатное состояние осуществляется скачкообразно при постоянной температуре, называемой температурой плавления. Высокая степень упорядоченности частиц в кристалле сообщает последним высокую энергетическую устойчивость. С этой точки зрения аморфные тела, в которых частицы размещены менее упорядоченно, находятся и в менее устойчивом состоянии, и при переходе из аморфного состояния тела в кристаллическое должна выделяться энергия. Правда, скорость этого процесса незначительна из-за высокой вязкости системы. ЗНАЧЕНИЕ ХИМИИ В ИЗУЧЕНИИ ПРИРОДЫ И РАЗВИТИИ ТЕХНИКИ 1. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА Глава I. ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ 4. ХИМИЯ ВОДЫ И ТОПЛИВА. ОХРАНА ВОДНОГО БАССЕЙНА Глава XV. Повышенное тепловое движение частиц в жидкостях и низкая вязкость их приводят, в среднем, к неупорядоченному. Методом изобарического охлаждения при постоянном давлении , изотермического сжатия жидкостей.
Magic the gathering puzzle правила игры
Красный цвет рук
План к повести за сестрою
Расчет калорий белков углеводов жиров
Где создать черновик аукционана ртс тендер
Свойства кедрового ореха на водке