Važno je znati i razumjeti kako se provode prijelazi između agregatnih stanja tvari. Šema takvih prijelaza prikazana je na slici 4.

5 - sublimacija (sublimacija) - prijelaz iz čvrsto stanje u gasovito, zaobilazeći tečnost;

6 - desublimacija - prijelaz iz gasovitom stanju u čvrstu materiju bez prolaska kroz tečnost.

B. 2 Otapanje leda i smrzavanje vode (kristalizacija)
Ako stavite led u tikvicu i počnete je zagrijavati gorionikom, primijetit ćete da će njegova temperatura početi rasti sve dok ne dostigne tačku topljenja (0 o C). Tada će započeti proces topljenja, ali temperatura leda neće rasti, a tek nakon završetka procesa topljenja cijelog leda, temperatura formirane vode će početi rasti.

Definicija. Topljenje- proces prelaska iz čvrstog u tečno stanje. Ovaj proces se odvija na konstantnoj temperaturi.

Temperatura na kojoj se supstanca topi naziva se tačka topljenja i izmjerena je vrijednost za mnoge čvrste tvari i stoga je tabelarna vrijednost. Na primjer, tačka topljenja leda je 0°C, a tačka topljenja zlata je 1100°C.

Obrnuti proces topljenja - proces kristalizacije - također se zgodno razmatra na primjeru zamrzavanja vode i pretvaranja u led. Ako uzmete epruvetu s vodom i počnete je hladiti, tada će najprije doći do smanjenja temperature vode dok ne dostigne 0 o C, a zatim će se smrznuti na konstantnoj temperaturi), a nakon potpunog smrzavanja , dalje hlađenje formiranog leda.
Ako se opisani procesi posmatraju sa stanovišta unutrašnja energija tijela, tada se tokom topljenja sva energija koju tijelo primi troši na uništavanje kristalne rešetke i slabljenje međumolekulskih veza, tako da se energija ne troši na promjenu temperature, već na promjenu strukture tvari i interakcija njegovih čestica. U procesu kristalizacije dolazi do razmene energije obrnuti smjer: tijelo odaje toplotu okruženje, a njegova unutrašnja energija se smanjuje, što dovodi do smanjenja pokretljivosti čestica, povećanja interakcije između njih i skrućivanja tijela.

Tablica topljenja i kristalizacije

Korisno je moći grafički prikazati procese topljenja i kristalizacije tvari na grafikonu. Duž osa grafikona nalaze se: apscisa - vrijeme, ordinatna osa - temperatura tvari. Kao supstancu koja se proučava, uzet ćemo led na negativnoj temperaturi, odnosno onu koja se po prijemu topline neće odmah početi topiti, već će se zagrijati do tačke topljenja. Hajde da opišemo delove na grafikonu koji predstavljaju zasebne termičke procese:
Početno stanje - a: zagrijavanje leda do temperature topljenja od 0 o C;
a - b: proces topljenja na konstantnoj temperaturi od 0 o C;
b - tačka sa određenom temperaturom: zagrevanje vode formirane iz leda do određene temperature;
Tačka sa određenom temperaturom - c: rashladna voda do tačke smrzavanja 0 o C;
c - d: proces zamrzavanja vode na konstantnoj temperaturi od 0 o C;
d - konačno stanje: hlađenje leda do neke negativne temperature.

Šta je "trostruka tačka" i kako odrediti njene koordinate? Eksperimenti pokazuju da za svaku supstancu postoje uslovi (pritisak i temperatura) pod kojima para, tečnost i kristal mogu koegzistirati istovremeno proizvoljno dugo vremena. Na primjer, ako stavite vodu sa plutajućim ledom u zatvorenu posudu na nula stepeni, a zatim unutra slobodan prostor i voda i led će ispariti. Međutim, pri pritisku pare od 0,006 atm. (ovo je njihov "vlastiti" pritisak, bez uzimanja u obzir tlaka koji stvara zrak) i temperature od 0,01 ° C, povećanje mase pare će se zaustaviti. Od sada će led, voda i para zadržati svoje mase na neodređeno vrijeme. Ovo je trostruka tačka za vodu (lijevi dijagram). Ako se voda ili para stavi u uslove lijevog regiona, oni će postati led. Ako se tečnost ili čvrsto tijelo unese u "donju regiju", tada će se dobiti para. U pravom području voda će se kondenzirati i led će se otopiti.

Sličan dijagram se može konstruirati za bilo koju tvar. Svrha ovakvih dijagrama je da odgovori na pitanje: kakvo će stanje materije biti stabilno na tom i takvom pritisku i takvoj i takvoj temperaturi. Na primjer, dijagram desno je za ugljični dioksid. Trostruka tačka za ovu supstancu ima koordinatu "pritiska" od 5,11 atm, odnosno mnogo više od normalnog Atmosferski pritisak. Stoga, u normalnim uslovima (pritisak 1 atm), možemo posmatrati samo prelaze "ispod trostruki poen“, odnosno nezavisna transformacija čvrste supstance u gas. Pri pritisku od 1 atm, to će se dogoditi na temperaturi od -78 °C (pogledajte isprekidane koordinatne linije ispod trostruke tačke).

Svi živimo "blizu" vrijednosti "normalnih uslova", odnosno prvenstveno pri pritisku blizu jedne atmosfere. Stoga, ako je atmosferski pritisak niži od pritiska koji odgovara trostrukoj tački, kada se telo zagreje, nećemo videti tečnost, čvrsta materija će se odmah pretvoriti u paru. Upravo tako se ponaša "suhi led", što je vrlo zgodno za prodavce sladoleda. Brikete sladoleda možete premjestiti komadićima "suvog leda" i ne plašiti se da će se sladoled smočiti. Ako je pritisak koji odgovara trostrukoj tački manji od atmosferskog, tada tvar pripada "tapanju" - kada temperatura poraste, prvo se pretvara u tekućinu, a zatim ključa.

Kao što možete vidjeti, karakteristike agregatnih transformacija tvari izravno ovise o tome kako trenutne vrijednosti tlaka i temperature koreliraju s koordinatama "trostruke točke" na dijagramu "pritisak-temperatura".

I u zaključku, da navedemo supstance koje su vam poznate, koje uvijek sublimiraju u normalnim uvjetima. Ovo je jod, grafit, "suvi led". Na pritiscima i temperaturama drugačijim od normalnih, ove supstance se mogu posmatrati iu tečnom, pa čak iu stanju ključanja.

(C) 2013. Physics.ru uz učešće A.V. Kuznetsove (Samara)

U zavisnosti od uslova, tela mogu biti u tečnom, čvrstom ili gasovitom stanju. Ova stanja se nazivaju agregatna stanja materije .

U plinovima je udaljenost između molekula velika više veličina molekule. Ako zidovi posude ne ometaju plin, njegovi molekuli se razlijeću.

U tečnostima i čvrstim materijama, molekule su bliže jedna drugoj i stoga se ne mogu dalje udaljavati.

Prijelaz iz jednog agregatnog stanja u drugo naziva se fazni prelaz .

Prijelaz tvari iz čvrstog u tekuće stanje naziva se topljenje , a temperatura na kojoj se to događa je tačka topljenja . Prijenos materije iz tečno stanje u čvrsti tzv kristalizacija , a temperatura prijelaza je temperatura kristalizacije .

Količina toplote koja se oslobađa tokom kristalizacije tela ili apsorbuje tokom topljenja, po jedinici mase tela, naziva se specifična toplota fuzije (kristalizacija) λ:

Tokom kristalizacije oslobađa se ista količina toplote koja se apsorbuje tokom topljenja.

Prijelaz tvari iz tekućeg u plinovito stanje naziva se isparavanje . Prelazak supstance iz gasovitog u tečno stanje naziva se kondenzacije . Količina topline potrebna za isparavanje (oslobođena tokom kondenzacije):

Isparavanje sa površine tečnosti naziva se isparavanje . Isparavanje se može odvijati na bilo kojoj temperaturi. Prelazak tečnosti u paru, koji se dešava u celoj zapremini tela, naziva se ključanje , i temperatura na kojoj tečnost ključa tačka ključanja .

konačno, sublimacija - ovo je prijelaz tvari iz čvrstog stanja direktno u plinovito stanje, zaobilazeći tekući stupanj.

Ako drugi parametri spoljašnje okruženje(posebno pritisak) ostaju konstantni, tada se temperatura tijela u procesu topljenja (kristalizacije) i ključanja ne mijenja.

Ako je broj molekula koji izlaze iz tečnosti jednak broju molekula koji se vraćaju u tečnost, onda kažu da je došlo do dinamičke ravnoteže između tečnosti i njene pare. Para u dinamičkoj ravnoteži sa svojom tečnošću naziva se

U ovom dijelu ćemo pogledati agregatna stanja, u kojoj se nalazi materija koja nas okružuje i sile interakcije između njih čestice materije, karakterističan za svako od agregatnih stanja.

1. Solid State,

2. tečno stanje i

3. gasovitom stanju.

Često postoji i četvrti stanje agregacije – plazma.

Ponekad se stanje plazme smatra jednim od tipova gasovitog stanja.

Plazma - djelomično ili potpuno jonizirani plin, najčešće se nalazi u visoke temperature Oh.

Plazma je najčešće stanje materije u svemiru, budući da je materija zvijezda u ovom stanju.

Za sve stanje agregacije karakteristične karakteristike u prirodi interakcije između čestica supstance, što utiče na njena fizička i hemijska svojstva.

Svaka tvar može biti u različitim agregacijskim stanjima. Na dovoljno niskim temperaturama sve tvari su unutra čvrsto stanje. Ali kako se zagreju, postaju tečnosti, onda gasovi. Daljnjim zagrijavanjem ioniziraju se (atomi gube dio svojih elektrona) i prelaze u stanje plazma.

Gas

gasovitom stanju(od holandskog. gas, vraća se na drugi grčki. Χάος ) karakteriziraju vrlo slabe veze između njegovih sastavnih čestica.

Molekuli ili atomi koji formiraju plin kreću se nasumično, a istovremeno su smješteni na velikim (u usporedbi s njihovim veličinama) udaljenosti jedni od drugih veći dio vremena. Time sile interakcije između čestica gasa su zanemarljive.

Glavna karakteristika gasa je da ispunjava sav raspoloživi prostor bez formiranja površine. Gasovi se uvijek miješaju. Gas je izotropna supstanca, odnosno njegova svojstva ne zavise od smjera.

U odsustvu gravitacije pritisak isti na svim tačkama u gasu. U polju gravitacionih sila, gustina i pritisak nisu isti u svakoj tački, smanjujući se sa visinom. Shodno tome, u polju gravitacije, mješavina plinova postaje nehomogena. teški gasovi imaju tendenciju da se talože niže i više pluća- ići gore.

Plin ima visoku kompresibilnost- kada se pritisak poveća, njegova gustina se povećava. Kako temperatura raste, oni se šire.

Kada se komprimuje, gas se može pretvoriti u tečnost., ali do kondenzacije ne dolazi pri bilo kojoj temperaturi, već na temperaturi ispod kritične temperature. Kritična temperatura je karakteristika određenog plina i ovisi o silama interakcije između njegovih molekula. Tako, na primjer, plin helijum može se ukapljivati ​​samo na temperaturama ispod 4.2K.

Postoje gasovi koji, kada se ohlade, prelaze u čvrsto telo, zaobilazeći tečnu fazu. Transformacija tečnosti u gas naziva se isparavanjem, a direktna transformacija čvrsto telo u gas sublimacija.

Solid

Solid State u poređenju sa drugim agregatnim stanjima karakterizira stabilnost oblika.

Razlikovati kristalno i amorfne čvrste materije.

Kristalno stanje materije

Stabilnost oblika čvrstih tijela je posljedica činjenice da većina onih u čvrstom stanju ima kristalna struktura.

U ovom slučaju, udaljenosti između čestica tvari su male, a sile interakcije između njih velike, što određuje stabilnost oblika.

Lako je provjeriti kristalnu strukturu mnogih čvrstih tijela cijepanjem komada materije i ispitivanjem nastalog loma. Obično se na lomu (na primjer, u šećeru, sumporu, metalima itd.) jasno vide mala kristalna lica koja se nalaze pod različitim uglovima, koja blistaju zbog različitog odraza svjetlosti od njih.

Kada su kristali veoma mali, kristalna struktura supstance se mogu identifikovati pomoću mikroskopa.

Kristalne forme

Svaka supstanca se formira kristali savršeno definisan oblik.

Raznolikost kristalnih oblika može se sažeti u sedam grupa:

1. Triklinika(paralelepiped),

2.Monoclinic(prizma sa paralelogramom u osnovi),

3. Rombični (kuboid),

4. tetragonalni(pravougaoni paralelepiped sa kvadratom u osnovi),

5. Trigonalno,

6. Hexagonal(prizma sa osnovom desnog centra
šestougao),

7. kubni(kocka).

U njoj se kristališu mnoge supstance, posebno gvožđe, bakar, dijamant, natrijum hlorid kubni sistem. Najjednostavniji oblici ovog sistema su kocka, oktaedar, tetraedar.

Magnezijum, cink, led, kvarc kristališu heksagonalni sistem. Glavni oblici ovog sistema su heksagonalne prizme i bipiramide.

Prirodni kristali, kao i kristali dobijeni veštački, retko ko tačno odgovaraju teorijskim oblicima. Obično, kada se rastopljena tvar stvrdne, kristali rastu zajedno i stoga oblik svakog od njih nije sasvim ispravan.

Međutim, bez obzira na to koliko se kristal neravnomjerno razvija, bez obzira koliko je njegov oblik izobličen, uglovi pod kojima se kristalna lica konvergiraju u istoj tvari ostaju konstantni.

Anizotropija

Posebnosti kristalna tela nisu ograničeni na oblik kristala. Iako je tvar u kristalu savršeno homogena, mnoge od njih fizička svojstva- čvrstoća, toplotna provodljivost, odnos prema svetlosti itd. - nisu uvek isti u različitim pravcima unutar kristala. Ova važna karakteristika kristalnih supstanci se zove anizotropija.

Unutrašnja struktura kristala. Kristalne rešetke.

Vanjski oblik kristala to odražava unutrašnja struktura a nastaje zbog pravilnog rasporeda čestica koje čine kristal – molekula, atoma ili jona.

Ovaj aranžman se može predstaviti kao kristalna rešetka- prostorni okvir formiran ukrštanjem pravih linija. U tačkama preseka linija - rešetkasti čvorovi su centri čestica.

Ovisno o prirodi čestica smještenih u čvorovima kristalne rešetke i o tome koje sile interakcije među njima prevladavaju u datom kristalu, razlikuju se sljedeće vrste: kristalne rešetke:

1. molekularni,

2. atomski,

3. jonski i

4. metal.

Molekularne i atomske rešetke svojstvene su supstancama sa kovalentna veza, jonski - do jonskih jedinjenja, metalni - prema metalima i njihovim legurama.

Na čvorovima atomske rešetke nalaze se atomi. One su međusobno povezane kovalentna veza.

Postoji relativno malo supstanci koje imaju atomske rešetke. Oni pripadaju dijamant, silicijum i neka neorganska jedinjenja.

Ove tvari se odlikuju velikom tvrdoćom, vatrostalne su i praktički netopive u bilo kojim rastvaračima. Ova svojstva su posljedica njihove trajnosti. kovalentna veza.

Molekule se nalaze na čvorovima molekularne rešetke. One su međusobno povezane intermolekularne sile.

Postoji mnogo supstanci sa molekularnom rešetkom. Oni pripadaju nemetali, sa izuzetkom ugljenika i silicijuma, sve organska jedinjenja sa nejonskom vezom i mnoga neorganska jedinjenja.

Sile međumolekularne interakcije su mnogo slabije od sila kovalentnih veza, stoga molekularni kristali imaju nisku tvrdoću, topljivi su i hlapljivi.

U čvorovima ionskih rešetki nalaze se pozitivno i negativno nabijeni ioni, naizmjenično. One su međusobno povezane silama elektrostatička privlačnost.

Jonska jedinjenja koja formiraju ionske rešetke uključuju većina soli i mali broj oksida.

Po snazi jonske rešetke inferiorniji od atomskih, ali su veći od molekularnih.

Jonska jedinjenja imaju relativno visoke tačke topljenja. Njihova volatilnost u većini slučajeva nije velika.

Na čvorovima metalnih rešetki nalaze se atomi metala, između kojih se slobodno kreću elektroni zajednički za ove atome.

Prisustvo slobodnih elektrona u kristalnim rešetkama metala može objasniti mnoga njihova svojstva: plastičnost, savitljivost, metalni sjaj, visoku električnu i toplotnu provodljivost.

Postoje tvari u čijim kristalima dvije vrste interakcija između čestica igraju značajnu ulogu. Dakle, u grafitu su atomi ugljika međusobno povezani u istim smjerovima. kovalentna veza, iu drugima metalik. Stoga se grafitna rešetka može smatrati i kao nuklearna, I kako metal.

U mnogim neorganskim jedinjenjima, na primjer, u BeO, ZnS, CuCl, veza između čestica smještenih na mjestima rešetke je djelomična jonski, i djelimično kovalentna. Stoga se rešetke takvih spojeva mogu smatrati srednjim između jonski i atomski.

Amorfno stanje materije

Svojstva amorfnih supstanci

Među čvrstim tijelima postoje ona kod kojih se u lomu ne mogu naći tragovi kristala. Na primjer, ako razbijete komad običnog stakla, tada će njegov lom biti gladak i, za razliku od lomova kristala, ograničen je ne ravnim, već ovalnim površinama.

Slična slika se uočava pri cijepanju komada smole, ljepila i nekih drugih tvari. Ovo stanje materije se zove amorfna.

Razlika između kristalno i amorfna tijela posebno je izražena u njihovom odnosu prema grijanju.

Dok se kristali svake supstance tope na strogo određenoj temperaturi i na istoj temperaturi dolazi do prijelaza iz tekućeg u čvrsto stanje, amorfna tijela nemaju konstantna temperatura topljenje. Kada se zagrije, amorfno tijelo postepeno omekšava, počinje se širiti i konačno postaje potpuno tečno. Kada se ohladi, takođe postepeno stvrdnjava.

Zbog nedostatka određene tačke topljenja, amorfna tijela imaju drugačiju sposobnost: mnoge od njih teku poput tečnosti, tj. uz produženo djelovanje relativno malih sila, postupno mijenjaju svoj oblik. Na primjer, komad smole postavljen na ravnu površinu širi se u toploj prostoriji nekoliko sedmica, poprimivši oblik diska.

Struktura amorfnih supstanci

Razlika između kristalno i amorfno stanje materije je sledeće.

Naručeni raspored čestica u kristalu, reflektovan od jedinične ćelije, očuvan je u velikim površinama kristala, au slučaju dobro oblikovanih kristala - u cijelosti.

AT amorfna tela posmatra se samo red u rasporedu čestica na veoma malim prostorima. Štaviše, u brojnim amorfnim tijelima čak je i ovaj lokalni poredak samo približan.

Ova razlika se može sažeti na sljedeći način:

• kristalnu strukturu karakteriše poredak dugog dometa,
• struktura amorfnih tijela - blizu.

Primjeri amorfnih supstanci.

Stabilne amorfne supstance uključuju staklo(vještački i vulkanski), prirodni i umjetni smole, ljepila, parafin, vosak i sl.

Prijelaz iz amorfnog stanja u kristalno.

Neke supstance mogu biti u kristalnom i amorfnom stanju. Silicijum dioksid SiO 2 javlja se u prirodi u obliku dobro formiranih kristali kvarca, kao i u amorfnom stanju ( mineral kremena).

Gde kristalno stanje je uvijek stabilnije. Dakle, spontana tranzicija iz kristalna supstanca u amorfno stanje je nemoguće, a obrnuta transformacija - spontani prijelaz iz amorfnog u kristalno stanje - je moguća i ponekad se opaža.

Primjer takve transformacije je devitrifikacija- spontana kristalizacija stakla na povišenim temperaturama, praćena njegovim uništavanjem.

amorfno stanje mnoge supstance se dobijaju pri visokoj brzini očvršćavanja (hlađenja) tečne taline.

Za metale i legure amorfno stanje nastaje, po pravilu, ako se talina hladi neko vrijeme reda veličine frakcija ili desetina milisekundi. Za naočare je dovoljna mnogo niža brzina hlađenja.

Kvarc (SiO2) takođe ima nisku stopu kristalizacije. Stoga su proizvodi iz njega amorfni. Međutim, prirodni kvarc, koji je imao stotine i hiljade godina da se kristalizuje kada se zemljina kora ili duboki slojevi vulkana ohlade, ima grubo zrnastu strukturu, za razliku od vulkanskog stakla, koje se smrzlo na površini i stoga je amorfno.

Tečnosti

Tečnost je međustanje između čvrste supstance i gasa.

tečno stanje je srednji između gasovitog i kristalnog. Po nekim svojstvima tečnosti su bliske gasovi, prema drugima - da čvrsta tela.

Sa gasovima se tečnosti spajaju, pre svega, njihovim izotropija i fluidnost. Ovo posljednje određuje sposobnost tekućine da lako promijeni svoj oblik.

kako god velika gustoća i niska kompresibilnost tečnosti ih približava čvrsta tela.

Sposobnost tekućina da lako mijenjaju svoj oblik ukazuje na odsustvo tvrdih sila međumolekularne interakcije u njima.

U isto vrijeme, niska kompresibilnost tekućina, koja određuje sposobnost održavanja konstantnog volumena na datoj temperaturi, ukazuje na prisutnost, iako ne krutih, ali ipak značajnih sila interakcije između čestica.

Odnos potencijalne i kinetičke energije.

Svako stanje agregacije karakteriše sopstveni odnos između potencijalne i kinetičke energije čestica materije.

Za čvrste materije, prosek potencijalna energijačestica je veća od njihove prosječne kinetičke energije. Stoga, u čvrstim tijelima čestice zauzimaju određene položaje jedna u odnosu na drugu i samo osciliraju u odnosu na te položaje.

Za plinove, omjer energije je obrnut, usled čega su molekuli gasa uvek u stanju haotičnog kretanja i praktično nema kohezionih sila između molekula, tako da gas uvek zauzima celokupnu zapreminu koja mu se daje.

U slučaju tečnosti, kinetička i potencijalna energija čestica su približno iste, tj. čestice su međusobno povezane, ali ne kruto. Prema tome, tečnosti su fluidne, ali imaju konstantan volumen na datoj temperaturi.

Strukture tekućina i amorfnih tijela su slične.

Kao rezultat primjene metoda na tečnosti strukturalna analiza utvrdio da je struktura tečnosti su poput amorfnih tijela. Većina tečnosti ima nalog kratkog dometa je broj najbližih susjeda za svaki molekul i njihov međusobnog dogovora približno isti u cijeloj zapremini tečnosti.

Stepen uređenosti čestica u različitim tečnostima je različit. Osim toga, mijenja se s temperaturom.

Na niskim temperaturama, koje neznatno prelaze tačku topljenja date supstance, stepen uređenosti u rasporedu čestica date tečnosti je visok.

Kako temperatura raste, ona se smanjuje i kako se tečnost zagreva, svojstva tečnosti se sve više približavaju svojstvima gasa. Kada se dostigne kritična temperatura, razlika između tečnosti i gasa nestaje.

Zbog sličnosti unutarnje strukture tekućina i amorfnih tijela, ova potonja se često smatraju tekućinama vrlo visokog viskoziteta, a samo tvari u kristalnom stanju se klasificiraju kao čvrste tvari.

Likening amorfna tela tečnosti, međutim, treba imati na umu da u amorfnim tijelima, za razliku od običnih tekućina, čestice imaju blagu pokretljivost - isto kao u kristalima.

Svako tijelo može biti u različitim agregacijskim stanjima pri određenim temperaturama i pritiscima – u čvrstom, tekućem, plinovitom i plazma stanju.

Jer prijelaz iz jednog agregatnog stanja u drugo nastaje pod uslovom da se zagrijavanje tijela izvana odvija brže od njegovog hlađenja. I obrnuto, ako se hlađenje tijela izvana odvija brže od zagrijavanja tijela zbog njegove unutrašnje energije.

Prilikom prijelaza u drugo agregacijsko stanje, supstanca ostaje ista, ostat će isti molekuli, samo će se promijeniti njihov relativni položaj, brzina kretanja i sile međusobne interakcije.

One. promjena unutrašnje energije čestica tijela prenosi je iz jedne faze stanja u drugu. Štaviše, ovo stanje se može održavati u velikom temperaturnom rasponu vanjskog okruženja.

Kada se agregatno stanje promijeni, potrebna je određena količina energije. A u procesu tranzicije energija se ne troši na promjenu temperature tijela, već na promjenu unutrašnje energije tijela.

Pokažimo na grafikonu zavisnost telesne temperature T (at konstantan pritisak) o količini toplote Q dovedenoj telu tokom prelaska iz jednog agregatnog stanja u drugo.

Zamislite tijelo mase m, koji je u čvrstom stanju sa temperaturom T1.

Tijelo ne prelazi trenutno iz jednog stanja u drugo. Prvo, energija je potrebna za promjenu unutrašnje energije, a za to je potrebno vrijeme. Brzina prijelaza ovisi o masi tijela i njegovom toplinskom kapacitetu.

Počnimo sa zagrijavanjem tijela. Formule se mogu napisati ovako:

Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)

Ovo je koliko toplote telo mora da apsorbuje da bi se zagrejalo sa temperature T 1 na T 2 .

Prelazak čvrstog u tečnost

Dalje, na kritičnoj temperaturi T 2 , koja je različita za svako tijelo, međumolekulske veze počinju da se raspadaju i tijelo prelazi u drugo agregacijsko stanje - tečno, tj. međumolekulske veze slabe, molekule počinju da se kreću većom amplitudom sa većom brzinom i većom kinetička energija. Stoga je temperatura istog tijela u tekućem stanju viša nego u čvrstom stanju.

Da bi cijelo tijelo prešlo iz čvrstog u tečno stanje, potrebno je vrijeme da se akumulira unutrašnja energija. U ovom trenutku sva energija ne ide na zagrijavanje tijela, već na uništavanje starih međumolekularnih veza i stvaranje novih. Količina energije koja vam je potrebna:

λ - specifična toplota topljenje i kristalizacija supstance u J/kg, za svaku supstancu svoje.

Nakon što je celo telo prešlo u tečno stanje, ova tečnost ponovo počinje da se zagreva po formuli: Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].

Prelazak tijela iz tekućeg u plinovito stanje

Kada se dostigne nova kritična temperatura T 3, počinje novi proces prelaska iz tečnosti u paru. Da biste prešli dalje od tečnosti do pare, morate potrošiti energiju:

r - specifična toplina stvaranja plina i kondenzacije tvari u J / kg, svaka tvar ima svoje.

Imajte na umu da je prijelaz iz čvrstog u plinovito stanje moguć, zaobilazeći tečnu fazu. Takav proces se zove sublimacija, a obrnuti proces je desublimacija.

Prijelaz tijela iz plinovitog stanja u stanje plazme

Plazma- djelomično ili potpuno jonizirani plin u kojem su gustine pozitivnih i negativnih naboja praktično isto.

Plazma se obično javlja na visokim temperaturama, od nekoliko hiljada °C i više. Prema načinu formiranja razlikuju se dvije vrste plazme: termička, koja nastaje kada se plin zagrije na visoke temperature, i plinovita, koja nastaje tijekom električnih pražnjenja u plinovitom mediju.

Ovaj proces je veoma složen i jednostavnog opisa, a ni u svakodnevnom životu za nas nije ostvariv. Stoga se nećemo detaljnije zadržavati na ovom pitanju.