Maddelerin toplu halleri arasındaki geçişlerin nasıl yapıldığını bilmek ve anlamak önemlidir. Bu tür geçişlerin şeması Şekil 4'te gösterilmektedir.

5 - süblimasyon (süblimasyon) - geçiş katı hal sıvıyı atlayarak gaza;

6 - desüblimasyon - geçiş gaz hali sıvıdan geçmeden katının içine

B. 2 Buzun erimesi ve suyun donması (kristalleşme)
Buzu bir erlene koyup bek ile ısıtmaya başlarsanız, erime noktasına (0 o C) ulaşana kadar sıcaklığının yükselmeye başladığını fark edeceksiniz. Daha sonra erime süreci başlayacak, ancak buzun sıcaklığı yükselmeyecek ve ancak tüm buzların erime sürecinin sona ermesinden sonra oluşan suyun sıcaklığı yükselmeye başlayacaktır.

Tanım. Erime- katı halden sıvı hale geçiş süreci. Bu işlem sabit bir sıcaklıkta gerçekleşir.

Bir maddenin eridiği sıcaklığa erime noktası denir ve birçok katı için ölçülen bir değerdir ve bu nedenle tablo değeridir. Örneğin buzun erime noktası 0 o C, altının erime noktası 1100 o C'dir.

Erimenin tersi süreci - kristalleşme süreci - aynı zamanda suyun dondurulması ve buza dönüştürülmesi örneğiyle de uygun bir şekilde düşünülür. Su ile bir test tüpü alıp soğutmaya başlarsanız, önce suyun sıcaklığında 0 o C'ye ulaşana kadar bir düşüş olacak ve daha sonra sabit bir sıcaklıkta donacaktır) ve tamamen donduktan sonra , oluşan buzun daha fazla soğutulması.
Açıklanan süreçler bir bakış açısıyla ele alınırsa içsel enerji cisimler, daha sonra erime sırasında, vücut tarafından alınan tüm enerji kristal kafesin yok edilmesine ve moleküller arası bağların zayıflamasına harcanır, böylece enerji sıcaklığı değiştirmeye değil, maddenin yapısını ve yapısını değiştirmeye harcanır. parçacıklarının etkileşimi. Kristalleşme sürecinde enerji değişimi gerçekleşir. ters yön: vücut ısı verir çevre, ve iç enerjisi azalır, bu da parçacıkların hareketliliğinde bir azalmaya, aralarındaki etkileşimde ve vücudun katılaşmasında bir artışa yol açar.

Erime ve kristalleşme tablosu

Bir maddenin erime ve kristalleşme süreçlerini bir grafik üzerinde grafiksel olarak gösterebilmek faydalıdır. Grafiğin eksenleri boyunca bulunur: apsis ekseni - zaman, ordinat ekseni - maddenin sıcaklığı. İncelenen madde olarak, negatif bir sıcaklıkta, yani ısı alındığında hemen erimeye başlamayan, ancak erime noktasına kadar ısıtılan buz alacağız. Ayrı termal süreçleri temsil eden grafikteki bölümleri tanımlayalım:
Başlangıç ​​durumu - a: buzun 0 o C'lik bir erime sıcaklığına ısıtılması;
a - b: 0 o C sabit sıcaklıkta eritme işlemi;
b - belirli bir sıcaklığa sahip nokta: buzdan oluşan suyun belirli bir sıcaklığa ısıtılması;
Belirli bir sıcaklığa sahip nokta - c: 0 o C donma noktasına kadar soğutma suyu;
c - d: 0 o C'lik sabit bir sıcaklıkta suyun dondurulması işlemi;
d - son durum: buzun bir miktar negatif sıcaklığa kadar soğuması.

"Üçlü nokta" nedir ve koordinatları nasıl belirlenir? Deneyler, her bir madde için, buhar, sıvı ve kristalin aynı anda keyfi olarak uzun bir süre birlikte var olabileceği koşulların (basınç ve sıcaklık) olduğunu göstermektedir. Örneğin, yüzen buzlu suyu kapalı bir kaba sıfır derecede koyarsanız, boş alan hem su hem de buz buharlaşacaktır. Ancak, 0.006 atm'lik bir buhar basıncında. (bu, havanın yarattığı basıncı hesaba katmadan "kendi" basıncıdır) ve 0,01 ° C sıcaklıkta, buhar kütlesindeki artış duracaktır. Şu andan itibaren buz, su ve buhar kütlelerini süresiz olarak koruyacaktır. Bu, su için üçlü noktadır (soldaki diyagram). Sol bölgenin şartlarına su veya buhar konursa buza dönüşürler. "Alt bölgeye" bir sıvı veya katı bir cisim verilirse, buhar elde edilecektir. Doğru alanda su yoğunlaşır ve buz erir.

Herhangi bir madde için benzer bir diyagram oluşturulabilir. Bu tür diyagramların amacı, şu soruyu cevaplamaktır: Maddenin hangi durumu böyle bir basınçta ve böyle bir sıcaklıkta kararlı olacaktır. Örneğin, sağdaki diyagram karbondioksit içindir. Bu maddenin üçlü noktası, 5.11 atm'lik bir “basınç” koordinatına sahiptir, yani normalden çok daha fazladır. atmosfer basıncı. Bu nedenle, normal koşullar altında (1 atm basınç), sadece "aşağıdaki" geçişleri gözlemleyebiliriz. üçlü nokta”, yani bir katının gaza bağımsız dönüşümü. 1 atm'lik bir basınçta, bu -78 °C'lik bir sıcaklıkta gerçekleşir (üç noktanın altındaki noktalı koordinat çizgilerine bakın).

Hepimiz "normal koşullar" değerlerine "yakın", yani öncelikle bir atmosfere yakın bir basınçta yaşıyoruz. Dolayısıyla atmosfer basıncı üçlü noktaya karşılık gelen basınçtan düşükse, vücut ısıtıldığında sıvı göremeyiz, katı hemen buhara dönüşür. Dondurma satıcıları için çok uygun olan “kuru buz” tam olarak böyle davranır. Dondurma briketleri "kuru buz" parçaları ile değiştirilebilir ve dondurmanın ıslanmasından korkmayın. Üçlü noktaya karşılık gelen basınç atmosferik basınçtan düşükse, madde "erimeye" aittir - sıcaklık yükseldiğinde önce sıvıya dönüşür ve sonra kaynar.

Gördüğünüz gibi, maddelerin toplu dönüşümlerinin özellikleri, doğrudan mevcut basınç ve sıcaklık değerlerinin "basınç-sıcaklık" diyagramındaki "üç nokta" koordinatlarıyla nasıl ilişkili olduğuna bağlıdır.

Ve sonuç olarak, normal şartlar altında daima süblimleşen, bildiğiniz maddelere bir isim verelim. Bu iyot, grafit, "kuru buz". Normalin dışındaki basınç ve sıcaklıklarda bu maddeler hem sıvı halde hem de kaynama halinde gözlemlenebilir.

(C) 2013. Physics.ru, A.V. Kuznetsova'nın (Samara) katılımıyla

Koşullara bağlı olarak, cisimler sıvı, katı veya gaz halinde olabilir. Bu devletler denir maddenin toplam halleri .

Gazlarda moleküller arası uzaklık çok daha fazla boyut moleküller. Kabın duvarları gaza müdahale etmezse, molekülleri birbirinden ayrılır.

Sıvılarda ve katılarda moleküller birbirine daha yakındır ve bu nedenle birbirlerinden uzaklaşamazlar.

Bir toplu halden diğerine geçiş denir faz geçişi .

Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmesine denir erime ve bunun meydana geldiği sıcaklık erime noktası . Maddenin aktarılması sıvı hal denilen bir katıya kristalleşme , ve geçiş sıcaklığı kristalleşme sıcaklığı .

Bir cismin birim kütlesi başına kristalleşme sırasında açığa çıkan veya erime sırasında vücut tarafından emilen ısı miktarına denir. özgül füzyon ısısı (kristalleşme) λ:

Kristalizasyon sırasında, erime sırasında emilen aynı miktarda ısı açığa çıkar.

Bir maddenin sıvı halden gaz hale geçmesine denir buharlaşma . Bir maddenin gaz halinden sıvı hale geçmesine denir yoğunlaşma . Buharlaşma için gereken ısı miktarı (yoğunlaşma sırasında açığa çıkan):

Bir sıvının yüzeyinden buharlaşmaya denir buharlaşma . Buharlaşma herhangi bir sıcaklıkta gerçekleşebilir. Vücudun hacmi boyunca meydana gelen sıvının buhara geçişine denir. kaynamak ve sıvının kaynadığı sıcaklık kaynama noktası .

Nihayet, süblimasyon - bu, bir maddenin sıvı aşamasını atlayarak katı halden doğrudan gaz haline geçişidir.

Diğer parametreler ise dış ortam(özellikle basınç) sabit kalır, daha sonra erime (kristalleşme) ve kaynama sürecinde vücudun sıcaklığı değişmez.

Sıvıdan çıkan moleküllerin sayısı sıvıya dönen moleküllerin sayısına eşitse, sıvı ile buharı arasında dinamik bir dengenin geldiğini söylerler. Sıvısı ile dinamik dengede olan buhara denir.

Bu bölümde, bakacağız toplu durumlar bizi çevreleyen maddenin bulunduğu ve aralarındaki etkileşim kuvvetlerinin madde parçacıkları, toplam durumların her birinin karakteristiği.

1. Katı hal,

2. sıvı hal ve

3. gaz hali.

Çoğu zaman dördüncü toplama durumu – plazma.

Bazen plazma hali, gaz halinin türlerinden biri olarak kabul edilir.

Plazma - kısmen veya tamamen iyonize gaz, en sık bulunan yüksek sıcaklıklar Ey.

Plazma yıldızların maddesi bu durumda olduğundan, maddenin evrendeki en yaygın halidir.

Herkes için toplama durumu fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkileyen bir maddenin parçacıkları arasındaki etkileşimin doğasındaki karakteristik özellikler.

Her madde farklı kümelenme durumlarında olabilir. Yeterince düşük sıcaklıklarda, tüm maddeler katı hal. Ama ısındıkça, sıvılar, sonra gazlar. Daha fazla ısıtıldıklarında iyonlaşırlar (atomlar elektronlarının bir kısmını kaybeder) ve duruma geçerler. plazma.

Gaz

gaz hali(Hollandaca'dan. gaz, diğer Yunanca'ya geri döner. Χάος ) kurucu parçacıkları arasında çok zayıf bağlar ile karakterize edilir.

Gazı oluşturan moleküller veya atomlar rastgele hareket eder ve aynı zamanda çoğu zaman birbirlerinden (boyutlarına göre) büyük mesafelerde bulunurlar. Böylece gaz parçacıkları arasındaki etkileşim kuvvetleri ihmal edilebilir.

Gazın ana özelliği bir yüzey oluşturmadan mevcut tüm alanı doldurmasıdır. Gazlar her zaman karışır. Gaz izotropik bir maddedir yani özellikleri yöne bağlı değildir.

Yerçekimi yokluğunda baskı yapmak gazın her noktasında aynı. Yerçekimi kuvvetleri alanında, yoğunluk ve basınç her noktada aynı değildir, yükseklikle azalır. Buna göre, yerçekimi alanında gaz karışımı homojen olmaz. ağır gazlar daha düşük ve daha fazla yerleşme eğilimi akciğerler- kadar gitmek.

Gazın sıkıştırılabilirliği yüksektir.- basınç arttığında yoğunluğu artar. Sıcaklık arttıkça genişlerler.

Sıkıştırıldığında, bir gaz sıvıya dönüşebilir., ancak yoğuşma herhangi bir sıcaklıkta değil, kritik sıcaklığın altındaki bir sıcaklıkta meydana gelir. Kritik sıcaklık, belirli bir gazın özelliğidir ve molekülleri arasındaki etkileşim kuvvetlerine bağlıdır. Yani örneğin gaz helyum sadece aşağıdaki sıcaklıklarda sıvılaştırılabilir 4.2K.

Soğutulduğunda sıvı fazı atlayarak katı bir gövdeye geçen gazlar vardır. Bir sıvının gaza dönüşmesine buharlaşma, doğrudan dönüşüme denir. sağlam vücut gaza süblimasyon.

Sağlam

Katı hal diğer kümelenme durumları ile karşılaştırıldığında şekil kararlılığı ile karakterize.

Ayırt etmek kristal ve amorf katılar.

maddenin kristal hali

Katıların şeklinin kararlılığı, katıların çoğunun sahip olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Kristal yapı.

Bu durumda, maddenin parçacıkları arasındaki mesafeler küçüktür ve aralarındaki etkileşim kuvvetleri büyüktür, bu da formun stabilitesini belirler.

Bir maddeyi parçalayarak ve ortaya çıkan kırılmayı inceleyerek birçok katının kristal yapısını doğrulamak kolaydır. Genellikle, bir molada (örneğin, şeker, kükürt, metaller vb.), farklı açılarda bulunan küçük kristal yüzler, ışığın farklı yansımaları nedeniyle parıldayarak açıkça görülebilir.

Kristaller çok küçük olduğunda, kristal yapı maddeler mikroskop kullanılarak tanımlanabilir.

kristal formlar

Her madde formları kristaller mükemmel tanımlanmış form.

Kristal formların çeşitliliği yedi grupta özetlenebilir:

1. triklinik(paralel borulu),

2.monoklinik(tabanda paralelkenar olan prizma),

3. eşkenar dörtgen (küboid),

4. dörtgen(tabanda bir kare ile dikdörtgen paralel yüzlü),

5. üçgen,

6. altıgen(tabanı sağ merkezli olan prizma
altıgen),

7. kübik(küp).

Birçok madde, özellikle demir, bakır, elmas, sodyum klorür, içinde kristalleşir. kübik sistem. Bu sistemin en basit biçimleri küp, oktahedron, tetrahedron.

Magnezyum, çinko, buz, kuvars altıgen sistem. Bu sistemin ana formları altıgen prizmalar ve bipiramit.

Doğal kristaller ve yapay olarak elde edilen kristaller nadiren tam olarak teorik formlara karşılık gelir. Genellikle, erimiş madde katılaştığında, kristaller birlikte büyür ve bu nedenle her birinin şekli tam olarak doğru değildir.

Bununla birlikte, kristal ne kadar düzensiz gelişirse gelişsin, şekli ne kadar bozuk olursa olsun, kristalin yüzlerinin aynı maddede birleştiği açılar sabit kalır.

anizotropi

özellikler kristal cisimler kristallerin şekli ile sınırlı değildir. Bir kristaldeki madde tamamen homojen olmasına rağmen, birçok fiziksel özellikler- güç, ısıl iletkenlik, ışıkla ilişki vb. - kristalin içinde farklı yönlerde her zaman aynı değildir. Kristalli maddelerin bu önemli özelliğine denir. anizotropi.

Kristallerin iç yapısı. Kristal kafesler.

Kristalin dış şekli onu yansıtır. iç yapı ve kristali oluşturan parçacıkların doğru düzenlenmesinden kaynaklanır - moleküller, atomlar veya iyonlar.

Bu düzenleme şu şekilde temsil edilebilir: kristal kafes- kesişen düz çizgilerle oluşturulmuş uzamsal bir çerçeve. Çizgilerin kesiştiği noktalarda - kafes düğümleri parçacıkların merkezleridir.

Kristal kafesin düğümlerinde bulunan parçacıkların doğasına ve belirli bir kristalde aralarında hangi etkileşim kuvvetlerinin hakim olduğuna bağlı olarak, aşağıdaki tipler ayırt edilir: kristal kafesler:

1. moleküler,

2. atomik,

3. iyonik ve

4. metal.

Moleküler ve atomik kafesler, maddelerde doğaldır. kovalent bağ, iyonik - iyonik bileşiklere, metalik - metallere ve alaşımlarına.

Atomik kafeslerin düğümlerinde atomlar vardır. Birbirlerine bağlılar kovalent bağ.

Atomik kafeslere sahip nispeten az madde vardır. onlar ait elmas, silikon ve bazı inorganik bileşikler.

Bu maddeler yüksek sertlik ile karakterize edilirler, refrakterdirler ve herhangi bir çözücüde pratik olarak çözünmezler. Bu özellikler dayanıklılıklarından kaynaklanmaktadır. kovalent bağ.

Moleküller, moleküler kafeslerin düğümlerinde bulunur. Birbirlerine bağlılar moleküller arası kuvvetler.

Moleküler kafese sahip birçok madde vardır. onlar ait ametaller, karbon ve silikon hariç, hepsi organik bileşikler iyonik olmayan bağ ve birçok inorganik bileşik.

Moleküller arası etkileşim kuvvetleri, kovalent bağların kuvvetlerinden çok daha zayıftır, bu nedenle moleküler kristaller düşük sertliğe, eriyebilir ve uçucudur.

İyonik kafeslerin düğümlerinde, alternatif olarak pozitif ve negatif yüklü iyonlar bulunur.. Birbirlerine kuvvetlerle bağlıdırlar. elektrostatik çekim.

İyonik kafesler oluşturan iyonik bileşikler şunları içerir: çoğu tuz ve az sayıda oksit.

gücü ile iyonik kafesler atomikten daha düşüktür, ancak molekülerden daha fazladır.

İyonik bileşikler nispeten yüksek erime noktalarına sahiptir. Çoğu durumda oynaklıkları büyük değildir.

Metal kafeslerin düğümlerinde, bu atomlar için ortak olan elektronların serbestçe hareket ettiği metal atomları vardır.

Metallerin kristal kafeslerinde serbest elektronların varlığı, özelliklerinin birçoğunu açıklayabilir: plastisite, dövülebilirlik, metalik parlaklık, yüksek elektriksel ve termal iletkenlik.

Kristallerinde parçacıklar arasındaki iki tür etkileşimin önemli bir rol oynadığı maddeler vardır. Yani grafitte karbon atomları birbirine aynı yönlerde bağlıdır. kovalent bağ, ve diğerlerinde metalik. Bu nedenle, grafit kafes olarak da düşünülebilir. nükleer, Ve nasıl metal.

Birçok inorganik bileşikte, örneğin BeO, ZnS, CuCl, kafes sitelerinde bulunan parçacıklar arasındaki bağlantı kısmen iyonik ve kısmen kovalent. Bu nedenle, bu tür bileşiklerin kafesleri, aralarında ara madde olarak kabul edilebilir. iyonik ve atomik.

Maddenin amorf hali

Amorf maddelerin özellikleri

Katı cisimler arasında, kırılmada hiçbir kristal belirtisi bulunmayanlar vardır. Örneğin, sıradan bir cam parçasını bölerseniz, kırılması pürüzsüz olacaktır ve kristal kırılmalarından farklı olarak düz değil oval yüzeylerle sınırlıdır.

Reçine, yapıştırıcı ve diğer bazı maddelerin parçalarını ayırırken benzer bir resim gözlenir. Maddenin bu durumuna denir amorf.

arasındaki fark kristal ve amorf cisimler özellikle ısınma ile olan ilişkilerinde belirgindir.

Her maddenin kristalleri kesin olarak tanımlanmış bir sıcaklıkta erirken ve aynı sıcaklıkta sıvı halden katı hale geçiş meydana gelirken, amorf cisimler yoktur Sabit sıcaklık erime. Amorf cisim ısıtıldığında yavaş yavaş yumuşar, yayılmaya başlar ve sonunda tamamen sıvı hale gelir. Soğuduğunda da yavaş yavaş sertleşir.

Belirli bir erime noktasının olmaması nedeniyle, amorf cisimlerin farklı bir yeteneği vardır: çoğu sıvı gibi akıyor, yani nispeten küçük kuvvetlerin uzun süreli etkisi ile yavaş yavaş şekillerini değiştirirler. Örneğin, düz bir yüzeye konulan bir reçine parçası, birkaç hafta boyunca ılık bir odada disk şeklini alarak yayılır.

Amorf maddelerin yapısı

arasındaki fark kristal ve amorf maddenin hali aşağıdaki gibidir.

Bir kristaldeki parçacıkların sıralı düzenlenmesi birim hücre tarafından yansıtılan, geniş kristal alanlarında korunur ve iyi şekillendirilmiş kristaller durumunda - bütünüyle.

AT amorf cisimler parçacıkların düzeninde düzen sadece gözlenir çok küçük alanlarda. Ayrıca, bazı amorf cisimlerde bu yerel sıralama bile sadece yaklaşıktır.

Bu fark şu şekilde özetlenebilir:

• kristal yapı, uzun menzilli düzen ile karakterize edilir,
• amorf cisimlerin yapısı - yakın.

Amorf maddelere örnekler.

Kararlı amorf maddeler şunları içerir: bardak(yapay ve volkanik), doğal ve yapay reçineler, yapıştırıcılar, parafin, balmumu ve benzeri.

Amorf bir durumdan kristal bir duruma geçiş.

Bazı maddeler hem kristal hem de amorf durumda olabilir. Silikon dioksit SiO 2 doğada iyi biçimlenmiş halde bulunur kuvars kristalleri, hem de amorf durumda ( çakmaktaşı minerali).

nerede kristal durum her zaman daha kararlıdır. Bu nedenle, kendiliğinden bir geçiş kristal madde amorf bir duruma geçmek imkansızdır ve ters dönüşüm - amorf bir durumdan kristal bir duruma kendiliğinden geçiş - mümkündür ve bazen gözlemlenir.

Böyle bir dönüşüme bir örnek devitrifikasyon- camın yüksek sıcaklıklarda kendiliğinden kristalleşmesi, yıkımı ile birlikte.

amorf durum sıvı eriyiğin yüksek bir katılaşma (soğutma) hızında birçok madde elde edilir.

Metaller ve alaşımlar için amorf durum kural olarak, eriyik kesirler veya onlarca milisaniye sırasına göre bir süre soğutulursa oluşur. Gözlükler için çok daha düşük bir soğutma hızı yeterlidir.

Kuvars (SiO2) ayrıca düşük bir kristalleşme oranına sahiptir. Bu nedenle, ondan dökülen ürünler amorftur. Bununla birlikte, yerkabuğu veya derin volkan katmanları soğuduğunda kristalleşmek için yüzlerce ve binlerce yıl geçiren doğal kuvars, yüzeyde donmuş ve dolayısıyla amorf olan volkanik camın aksine iri taneli bir yapıya sahiptir.

sıvılar

Sıvı, katı ile gaz arasında bir ara durumdur.

sıvı hal gaz ve kristal arasında bir ara maddedir. Bazı özelliklerine göre sıvılar birbirine yakındır. gazlar, diğerlerine göre - için katı cisimler.

Gazlarla sıvılar, her şeyden önce bir araya getirilirler. izotropi ve akışkanlık. İkincisi, sıvının şeklini kolayca değiştirme yeteneğini belirler.

Yine de yüksek yoğunluklu ve düşük sıkıştırılabilirlik sıvılar onları yakınlaştırır katı cisimler.

Sıvıların şekillerini kolayca değiştirme yeteneği, içlerinde moleküller arası etkileşimin sert kuvvetlerinin olmadığını gösterir.

Aynı zamanda, belirli bir sıcaklıkta sabit bir hacmi koruma yeteneğini belirleyen sıvıların düşük sıkıştırılabilirliği, katı olmasa da, parçacıklar arasında hala önemli etkileşim kuvvetlerinin varlığını gösterir.

Potansiyel ve kinetik enerjinin oranı.

Her kümelenme durumu, madde parçacıklarının potansiyel ve kinetik enerjileri arasındaki kendi oranı ile karakterize edilir.

Katılar için ortalama potansiyel enerji parçacıklar ortalama kinetik enerjilerinden daha büyüktür. Bu nedenle, katılarda parçacıklar birbirine göre belirli konumları işgal eder ve yalnızca bu konumlara göre salınım yapar.

Gazlar için enerji oranı tersine çevrilir. gaz molekülleri her zaman kaotik bir hareket halindedir ve moleküller arasında pratik olarak hiçbir kohezyon kuvveti yoktur, böylece gaz her zaman kendisine sağlanan tüm hacmi kaplar.

Sıvılar söz konusu olduğunda, parçacıkların kinetik ve potansiyel enerjileri yaklaşık olarak aynıdır., yani parçacıklar birbirine bağlıdır, ancak katı değildir. Bu nedenle sıvılar akışkandır, ancak belirli bir sıcaklıkta sabit bir hacme sahiptir.

Sıvıların ve amorf cisimlerin yapıları benzerdir.

Yöntemlerin sıvılara uygulanması sonucunda yapısal Analiz yapının olduğunu buldu sıvılar amorf cisimler gibidir. Çoğu sıvı var kısa menzilli sipariş her molekül için en yakın komşu sayısı ve bunların karşılıklı düzenleme sıvının hacmi boyunca yaklaşık olarak aynıdır.

Farklı sıvılarda parçacıkların sıralanma derecesi farklıdır. Ayrıca sıcaklıkla değişir.

Belirli bir maddenin erime noktasının biraz üzerindeki düşük sıcaklıklarda, belirli bir sıvının parçacıklarının düzenindeki düzen derecesi yüksektir.

Sıcaklık arttıkça azalır ve sıvı ısındıkça sıvının özellikleri gazın özelliklerine daha çok yaklaşır.. Kritik sıcaklığa ulaşıldığında sıvı ve gaz ayrımı ortadan kalkar.

Sıvıların ve amorf cisimlerin iç yapısındaki benzerlik nedeniyle, ikincisi genellikle çok yüksek viskoziteye sahip sıvılar olarak kabul edilir ve sadece kristal haldeki maddeler katı olarak sınıflandırılır.

beğenme amorf cisimler Bununla birlikte, sıvılarda, amorf cisimlerde, sıradan sıvılardan farklı olarak, parçacıkların kristallerde olduğu gibi hafif bir hareketliliğe sahip olduğu unutulmamalıdır.

Herhangi bir cisim, belirli sıcaklık ve basınçlarda - katı, sıvı, gaz ve plazma hallerinde - farklı kümelenme durumlarında olabilir.

Bir kümelenme durumundan diğerine geçiş, vücudun dışarıdan ısınmasının soğumasından daha hızlı gerçekleşmesi koşuluyla gerçekleşir. Ve bunun tersi, eğer vücudun dışarıdan soğuması, vücudun iç enerjisinden dolayı ısınmasından daha hızlı gerçekleşirse.

Başka bir kümelenme durumuna geçiş sırasında, madde aynı kalır, aynı moleküller kalır, sadece göreceli konumları, hareket hızları ve birbirleriyle etkileşim kuvvetleri değişir.

Şunlar. vücudun parçacıklarının iç enerjisindeki bir değişiklik, onu devletin bir fazından diğerine aktarır. Ayrıca, bu durum dış ortamın geniş bir sıcaklık aralığında korunabilir.

Bir kümelenme durumu değiştiğinde, belirli bir miktarda enerjiye ihtiyaç duyulur. Ve geçiş sürecinde, enerji vücudun sıcaklığını değiştirmeye değil, vücudun iç enerjisini değiştirmeye harcanır.

Grafikte vücut sıcaklığının T bağımlılığını gösterelim (en sabit basınç) bir kümelenme durumundan diğerine geçiş sırasında vücuda sağlanan ısı Q miktarı üzerinde.

Bir kütle kütlesi düşünün m bir sıcaklıkta katı halde olan T1.

Beden bir halden diğerine anında geçmez. İlk olarak, iç enerjiyi değiştirmek için enerjiye ihtiyaç vardır ve bu zaman alır. Geçiş hızı, vücudun kütlesine ve ısı kapasitesine bağlıdır.

Vücudu ısıtmaya başlayalım. Formüller şu şekilde yazılabilir:

Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)

Bu, T1 sıcaklığından T2 sıcaklığına ısınmak için vücudun ne kadar ısı emmesi gerektiğidir.

Katıdan sıvıya geçiş

Ayrıca, her vücut için farklı olan kritik sıcaklıkta T2, moleküller arası bağlar bozulmaya başlar ve vücut başka bir agregasyon durumuna geçer - sıvı, yani. Moleküller arası bağlar zayıflar, moleküller daha büyük bir genlik ile daha hızlı ve daha hızlı hareket etmeye başlar. kinetik enerji. Bu nedenle, aynı cismin sıvı haldeki sıcaklığı, katı halden daha yüksektir.

Tüm vücudun katı halden sıvı hale geçmesi için iç enerjiyi biriktirmesi zaman alır. Bu zamanda, tüm enerji vücudu ısıtmaya değil, eski moleküller arası bağların yok edilmesine ve yenilerinin yaratılmasına gider. İhtiyacınız olan enerji miktarı:

λ - özısı her madde için kendi başına J / kg cinsinden bir maddenin erimesi ve kristalleşmesi.

Tüm vücut sıvı hale geçtikten sonra, bu sıvı aşağıdaki formüle göre tekrar ısınmaya başlar: Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].

Bir cismin sıvı halden gaz hale geçişi

Yeni bir kritik sıcaklık T3'e ulaşıldığında, sıvıdan buhara yeni bir geçiş süreci başlar. Sıvıdan buhara geçmek için enerji harcamanız gerekir:

r - J / kg cinsinden bir maddenin gaz oluşumu ve yoğunlaşmasının özgül ısısı, her maddenin kendine ait.

Sıvı faz atlanarak katı halden gaz haline geçişin mümkün olduğuna dikkat edin. Böyle bir sürece denir süblimasyon, ve ters işlem desüblimasyon.

Bir cismin gaz halinden plazma durumuna geçişi

Plazma- pozitif ve pozitif yoğunluklarının olduğu kısmen veya tamamen iyonize bir gaz. negatif masraflar pratik olarak aynı.

Plazma genellikle birkaç bin °C ve üzeri yüksek sıcaklıklarda oluşur. Oluşum yöntemine göre, iki tür plazma ayırt edilir: bir gaz yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında oluşan termal ve gazlı bir ortamda elektriksel deşarjlar sırasında oluşan gazlı.

Bu süreç çok karmaşıktır ve basit bir açıklaması vardır ve günlük hayatta bile bizim için elde edilemez. Bu nedenle, bu konu üzerinde ayrıntılı olarak durmayacağız.