Властивості тіл у різних агрегатних станах

Агрегатні стани речовини (від лат. aggrego — приєдную) — це стани одного і того ж речовини в різних інтервалах (проміжках) температур і тисків.

Агрегатними станами прийнято вважати газоподібний, рідкий і твердий. Самими простими прикладами існування одного і того ж речовини у трьох агрегатних станах, які спостерігаються в повсякденному житті, є лід, вода і водяна пара. Невидимий водяна пара завжди присутня і в навколишньому нас повітрі. Вода існує в інтервалі температур від 0 °С до 100 °С, лід — при температурі нижче 0 °С. При температурі вище 100 ° С і нормальному атмосферному тиску молекули води існують тільки в газоподібному стані — у вигляді водяної пари. Вода, лід і водяна пара — це одне і те ж речовина з хімічною формулою H2O.

Багато речовини в повсякденному житті ми спостерігаємо тільки в одному з агрегатних станів. Так, кисень в навколишньому нас повітрі являє собою газ. Але при температурі -193°С він перетворюється в рідину. Охолодивши цю рідину до -219 С, ми отримаємо твердий кисень. І навпаки, залізо в звичайних умовах тверде. Однак при температурі 1535 °С залізо плавиться і перетворюється в рідину. Над розплавленим залізом буде перебувати газ — пар з атомів заліза.

Різні агрегатні стани існують у кожної речовини. Відрізняються ці речовини не молекулами, а тим, як ці молекули розташовані і як рухаються. Розташування молекул води в трьох агрегатних станах показано на малюнку:

Перехід з одного агрегатного стану в інший. При певних умовах речовини можуть переходити з одного агрегатного стану в інший. Всі можливі при цьому перетворення відображені на рисунку:

Молекулярна фізика Властивості тіл у різних агрегатних станах

Усього розрізняють шість процесів, при яких відбуваються агрегатні перетворення речовини. Перехід речовини з твердого (кристалічного) стану в рідкий називається плавленням, зворотний процес називається кристалізацією, або отвердеванием. Приклад плавлення — танення льоду, зворотний процес відбувається при замерзанні води.

Перехід речовини з рідкого стану в газоподібний називається пароутворенням, зворотний процес називається конденсацією. Приклад пароутворення — випаровування води, зворотний процес можна спостерігати при випаданні роси.

Перехід речовини з твердого стану зразу в газоподібний (минаючи рідке) називається сублімацією, або сублімацією, зворотний процес називається десублімацією. Наприклад, графіт можна нагріти до тисячі, дві тисячі і навіть трьох тисяч градусів і, тим не менш, в рідину він не перетвориться він сублимироваться, тобто з твердого стану зразу переходити у газоподібний. Безпосередньо в газоподібний стан (минаючи рідке) переходить і так званий сухий лід (твердий оксид вуглецю СО2), який можна побачити в контейнерах для транспортування морозива. Всі запахи, якими володіють тверді тіла (наприклад, нафталін), також обумовлені сублімацією: вилітаючи з твердого тіла, молекули утворюють над ним газ (або пара), що володіє запахом.

Прикладом десублімації є утворення на вікнах взимку візерунків з кристаликів льоду. Ці красиві візерунки утворяться при десублімації водяної пари, що знаходиться в повітрі.

Перехід речовини з одного агрегатного стану в інше відіграють важливу роль не тільки в природі, але і в техніці. Так, воду, перетворену в пар, можна використовувати парових турбін на електростанціях. З розплавлених металів на заводах отримують різні сплави: сталь, чавун, латунь і т. д. Для розуміння цих процесів треба знати, що відбувається з речовиною при зміні його агрегатного стану і при яких умовах це зміна можлива.

ПОДІЛИТИСЯ: