Moddalarning agregat holatlari o'rtasidagi o'tishlar qanday amalga oshirilishini bilish va tushunish muhimdir. Bunday o'tishlarning sxemasi 4-rasmda tasvirlangan.

5 - sublimatsiya (sublimatsiya) - dan o'tish qattiq holat suyuqlikni chetlab o'tib, gazsimon holatga;

6 - desublimatsiya - dan o'tish gazsimon holat suyuqlikdan o'tmasdan qattiq moddaga.

B. 2 Muzning erishi va suvning muzlashi (kristallanish)
Agar siz muzni kolbaga solib, uni gorelka bilan qizdira boshlasangiz, uning harorati erish nuqtasiga (0 o C) yetguncha ko`tarila boshlaganini sezasiz. Keyin erish jarayoni boshlanadi, lekin muzning harorati oshmaydi va faqat barcha muzlarning erishi jarayoni tugagandan so'ng, hosil bo'lgan suvning harorati ko'tarila boshlaydi.

Ta'rif. Erish- qattiq holatdan suyuq holatga o'tish jarayoni. Bu jarayon doimiy haroratda sodir bo'ladi.

Moddaning erishi harorati erish nuqtasi deb ataladi va ko'plab qattiq jismlar uchun o'lchangan qiymatdir va shuning uchun jadval qiymati hisoblanadi. Masalan, muzning erish nuqtasi 0 o C, oltinning erish nuqtasi 1100 o C dir.

Erishning teskari jarayoni - kristallanish jarayoni ham suvni muzlatish va uni muzga aylantirish misolida qulay tarzda ko'rib chiqiladi. Agar siz probirkani suv bilan olib, uni sovutishni boshlasangiz, dastlab suv harorati 0 o C ga yetguncha pasayadi, keyin esa doimiy haroratda muzlaydi) va to'liq muzlagandan keyin. , hosil bo'lgan muzni yanada sovutish.
Agar tasvirlangan jarayonlar nuqtai nazardan ko'rib chiqilsa ichki energiya jismlar, keyin erish paytida, tana tomonidan qabul qilingan barcha energiya kristall panjarani yo'q qilishga va molekulalararo aloqalarni zaiflashtirishga sarflanadi, shuning uchun energiya haroratni o'zgartirishga emas, balki moddaning tuzilishini o'zgartirishga sarflanadi. uning zarrachalarining o'zaro ta'siri. Kristallanish jarayonida energiya almashinuvi sodir bo'ladi teskari yo'nalish: tana issiqlik chiqaradi muhit, va uning ichki energiyasi kamayadi, bu esa zarrachalarning harakatchanligining pasayishiga, ular orasidagi o'zaro ta'sirning kuchayishiga va tananing qotib qolishiga olib keladi.

Erish va kristallanish jadvali

Moddaning erishi va kristallanish jarayonlarini grafikda tasvirlay olish foydalidir. Grafik o'qlari bo'ylab joylashgan: abscissa o'qi - vaqt, ordinat o'qi - moddaning harorati. O'rganilayotgan modda sifatida biz muzni salbiy haroratda olamiz, ya'ni issiqlikni olgandan so'ng darhol eriy boshlamaydi, balki erish nuqtasiga qadar qizdiriladi. Keling, grafikdagi alohida issiqlik jarayonlarini ifodalovchi bo'limlarni tavsiflaymiz:
Dastlabki holat - a: muzni erish harorati 0 o C gacha qizdirish;
a - b: 0 o S doimiy haroratda erish jarayoni;
b - ma'lum bir haroratga ega nuqta: muzdan hosil bo'lgan suvni ma'lum bir haroratgacha qizdirish;
Muayyan haroratga ega bo'lgan nuqta - c: muzlash nuqtasi 0 o C gacha sovutish suvi;
c - d: 0 o C doimiy haroratda suvni muzlatish jarayoni;
d - yakuniy holat: muzning qandaydir salbiy haroratgacha sovishi.

“Uchlik nuqta” nima va uning koordinatalarini qanday aniqlash mumkin? Tajribalar shuni ko'rsatadiki, har bir modda uchun bug, suyuqlik va kristall bir vaqtning o'zida o'zboshimchalik bilan uzoq vaqt davomida birga yashashi mumkin bo'lgan shartlar (bosim va harorat) mavjud. Misol uchun, agar siz suzuvchi muzli suvni yopiq idishga nol darajaga qo'ysangiz, unda bo'sh joy suv ham, muz ham bug'lanadi. Biroq, 0,006 atm bug 'bosimida. (bu havo tomonidan yaratilgan bosimni hisobga olmagan holda, ularning "o'z" bosimi) va 0,01 ° S haroratda bug' massasining ko'payishi to'xtaydi. Bundan buyon muz, suv va bug 'o'z massasini cheksiz saqlab qoladi. Bu suv uchun uch nuqta (chap diagramma). Chap mintaqa sharoitida suv yoki bug 'qo'yilsa, ular muzga aylanadi. Agar "pastki mintaqa" ga suyuqlik yoki qattiq jism kiritilsa, u holda bug 'olinadi. To'g'ri joyda suv quyuqlashadi va muz eriydi.

Shunga o'xshash diagramma har qanday modda uchun tuzilishi mumkin. Bunday diagrammalarning maqsadi savolga javob berishdir: falon bosim va falon haroratda moddaning qanday holati barqaror bo'ladi. Misol uchun, o'ngdagi diagramma karbonat angidrid uchun. Ushbu moddaning uchlik nuqtasi 5,11 atm "bosim" koordinatasiga ega, ya'ni odatdagidan ancha yuqori. Atmosfera bosimi. Shuning uchun, normal sharoitda (bosim 1 atm), biz faqat "quyida" o'tishlarni kuzatishimiz mumkin uch nuqta”, ya’ni qattiq jismning gazga mustaqil aylanishi. 1 atm bosimda bu -78 °C haroratda sodir bo'ladi (uchlik nuqta ostidagi nuqtali koordinata chiziqlariga qarang).

Biz hammamiz "oddiy sharoitlar" qiymatlariga "yaqin", ya'ni birinchi navbatda bitta atmosferaga yaqin bosim ostida yashaymiz. Shuning uchun, agar atmosfera bosimi uch nuqtaga mos keladigan bosimdan past bo'lsa, tana qizdirilganda biz suyuqlikni ko'rmaymiz, qattiq darhol bug'ga aylanadi. Aynan shunday "quruq muz" o'zini tutadi, bu muzqaymoq sotuvchilar uchun juda qulaydir. Muzqaymoq briketlarini "quruq muz" bo'laklari bilan siljitish mumkin va muzqaymoq nam bo'lishidan qo'rqmang. Agar uch martalik nuqtaga mos keladigan bosim atmosferadan kamroq bo'lsa, u holda modda "erish" ga tegishli - harorat ko'tarilgach, u avval suyuqlikka aylanadi, keyin esa qaynaydi.

Ko'rib turganingizdek, moddalarning agregat o'zgarishining xususiyatlari to'g'ridan-to'g'ri bosim va haroratning joriy qiymatlari "bosim-harorat" diagrammasidagi "uchlik nuqta" koordinatalari bilan qanday bog'liqligiga bog'liq.

Xulosa qilib aytganda, sizga ma'lum bo'lgan, har doim normal sharoitda sublimatsiya qilinadigan moddalarni nomlaylik. Bu yod, grafit, "quruq muz". Oddiy bo'lmagan bosim va haroratlarda bu moddalar suyuqlikda ham, hatto qaynayotgan holatda ham kuzatilishi mumkin.

(C) 2013. Physics.ru A.V.Kuznetsova ishtirokida (Samara)

Sharoitga qarab jismlar suyuq, qattiq yoki gazsimon holatda bo'ladi. Bu davlatlar deyiladi materiyaning agregat holatlari .

Gazlarda molekulalar orasidagi masofa juda katta ko'proq o'lchamlar molekulalar. Agar idishning devorlari gazga xalaqit bermasa, uning molekulalari bir-biridan uchib ketadi.

Suyuqlik va qattiq jismlarda molekulalar bir-biriga yaqinroq bo'ladi va shuning uchun bir-biridan uzoqqa harakatlana olmaydi.

Bir agregat holatdan ikkinchisiga o'tish deyiladi fazali o'tish .

Moddaning qattiq holatdan suyuq holatga o'tishi deyiladi erish , va bu sodir bo'ladigan harorat erish nuqtasi . dan moddaning uzatilishi suyuqlik holati deb ataladigan qattiq moddaga aylanadi kristallanish , va o'tish harorati kristallanish harorati .

Jismning kristallanish jarayonida ajralib chiqadigan yoki erish paytida tana tomonidan so'rilgan issiqlik miqdori, tananing massa birligi uchun deyiladi. o'ziga xos termoyadroviy issiqlik (kristallanish) l:

Kristallanish jarayonida erish paytida so'rilgan issiqlik miqdori bir xil miqdorda chiqariladi.

Moddaning suyuq holatdan gazsimon holatga o'tishi deyiladi bug'lanish . Moddaning gazsimon holatdan suyuq holatga o'tishi deyiladi kondensatsiya . Bug'lanish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori (kondensatsiya paytida chiqariladi):

Suyuqlik yuzasidan bug'lanish deyiladi bug'lanish . Bug'lanish har qanday haroratda sodir bo'lishi mumkin. Tananing butun hajmida sodir bo'ladigan suyuqlikning bug'ga o'tishi deyiladi qaynash , va suyuqlik qaynaydigan harorat qaynash nuqtasi .

Nihoyat, sublimatsiya - bu suyuqlik bosqichini chetlab o'tib, moddaning qattiq holatdan to'g'ridan-to'g'ri gazsimon holatga o'tishi.

Agar boshqa parametrlar bo'lsa tashqi muhit(xususan, bosim) doimiy bo'lib qoladi, keyin erish (kristallanish) va qaynash jarayonida tananing harorati o'zgarmaydi.

Agar suyuqlikdan chiqadigan molekulalar soni suyuqlikka qaytgan molekulalar soniga teng bo'lsa, ular suyuqlik va uning bug'i o'rtasida dinamik muvozanat paydo bo'lganligini aytadilar. Suyuqligi bilan dinamik muvozanatda bo'lgan bug' deyiladi

Ushbu bo'limda biz ko'rib chiqamiz jamlangan holatlar, unda bizni o'rab turgan materiya va o'zaro ta'sir kuchlari yashaydi materiya zarralari, agregat holatlarning har biriga xos xususiyat.

1. Qattiq holat,

2. suyuqlik holati va

3. gazsimon holat.

Ko'pincha to'rtinchisi bor agregatsiya holati – plazma.

Ba'zida plazma holati gazsimon holat turlaridan biri hisoblanadi.

Plazma - qisman yoki to'liq ionlangan gaz, ko'pincha ichida topiladi yuqori haroratlar Oh.

Plazma koinotdagi materiyaning eng keng tarqalgan holatidir, chunki yulduzlar materiyasi shu holatda.

Hamma uchun agregatsiya holati moddaning fizik va kimyoviy xossalariga ta'sir qiluvchi moddaning zarralari orasidagi o'zaro ta'sir tabiatidagi xarakterli xususiyatlar.

Har bir modda turli agregatsiya holatida bo'lishi mumkin. Etarlicha past haroratlarda barcha moddalar mavjud qattiq holat. Ammo ular qizib ketganda, ular bo'ladi suyuqliklar, keyin gazlar. Keyinchalik qizdirilganda ular ionlashadi (atomlar elektronlarining bir qismini yo'qotadi) va holatga o'tadi plazma.

Gaz

gazsimon holat(Gollandiyadan. gaz, boshqa yunonchaga qaytadi. Χάος ) uni tashkil etuvchi zarrachalar orasidagi juda zaif aloqalar bilan tavsiflanadi.

Gazni tashkil etuvchi molekulalar yoki atomlar tasodifiy harakat qiladi va shu bilan birga ular ko'p vaqt davomida bir-biridan katta masofada (o'z o'lchamlari bilan solishtirganda) bo'ladi. Shu bilan gaz zarralari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari ahamiyatsiz.

Gazning asosiy xususiyati u sirt hosil qilmasdan barcha mavjud bo'shliqni to'ldiradi. Gazlar doimo aralashib ketadi. Gaz izotrop moddadir, ya'ni uning xossalari yo'nalishga bog'liq emas.

Gravitatsiya yo'qligida bosim gazning barcha nuqtalarida bir xil. Gravitatsion kuchlar sohasida zichlik va bosim har bir nuqtada bir xil emas, balandlik bilan kamayadi. Shunga ko'ra, tortishish sohasida gazlar aralashmasi bir hil bo'lmaydi. og'ir gazlar pastroq va ko'proq joylashishga moyil o'pka- yuqoriga ko'tarilish.

Gaz yuqori siqilish xususiyatiga ega- bosim ortganda uning zichligi ortadi. Harorat ko'tarilgach, ular kengayadi.

Siqilganida gaz suyuqlikka aylanishi mumkin., lekin kondensatsiya har qanday haroratda emas, balki kritik haroratdan past haroratda sodir bo'ladi. Kritik harorat ma'lum bir gazning xarakteristikasi bo'lib, uning molekulalari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlariga bog'liq. Masalan, gaz geliy faqat past haroratlarda suyultirilishi mumkin 4,2 ming.

Shunday gazlar borki, ular sovutilganda suyuq fazani chetlab o'tib, qattiq jismga o'tadi. Suyuqlikning gazga aylanishi bug'lanish, to'g'ridan-to'g'ri o'zgarishi deyiladi qattiq tana gazga sublimatsiya.

Qattiq

Qattiq holat agregatsiyaning boshqa holatlari bilan solishtirganda shakl barqarorligi bilan ajralib turadi.

Farqlash kristalli va amorf qattiq moddalar.

Moddaning kristall holati

Qattiq jismlar shaklining barqarorligi qattiq jismlarning ko'pchiligiga ega ekanligi bilan bog'liq kristall tuzilish.

Bunda moddaning zarrachalari orasidagi masofalar kichik va ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari katta bo'lib, bu shaklning barqarorligini belgilaydi.

Ko'pgina qattiq jismlarning kristalli tuzilishini moddaning bir qismini bo'lish va hosil bo'lgan sinishni tekshirish orqali tekshirish oson. Odatda, tanaffusda (masalan, shakar, oltingugurt, metallar va boshqalarda) turli burchaklarda joylashgan kichik kristall yuzlar aniq ko'rinadi, ular yorug'likning turli xil aks etishi tufayli porlaydi.

Kristallar juda kichik bo'lsa, kristall tuzilishi moddalarni mikroskop yordamida aniqlash mumkin.

Kristal shakllari

Har bir modda hosil bo'ladi kristallar mukammal aniqlangan shakl.

Kristalli shakllarning xilma-xilligini ettita guruhga bo'lish mumkin:

1. Triklinik(parallelepiped),

2.Monoklinik(poyda parallelogrammli prizma),

3. Rombik (kubsimon),

4. tetragonal(poyda kvadrat bo'lgan to'rtburchaklar parallelepiped),

5. Trigonal,

6. Olti burchakli(pog'onasi o'ng tomonda joylashgan prizma
olti burchakli),

7. kub(kub).

Ko'pgina moddalar, xususan, temir, mis, olmos, natriy xlorid kristallanadi. kub tizimi. Ushbu tizimning eng oddiy shakllari kub, oktaedr, tetraedr.

Magniy, sink, muz, kvarts kristallanadi olti burchakli tizim. Ushbu tizimning asosiy shakllari quyidagilardir olti burchakli prizmalar va bipiramidalar.

Tabiiy kristallar, shuningdek sun'iy ravishda olingan kristallar kamdan-kam hollarda nazariy shakllarga to'liq mos keladi. Odatda, erigan modda qotib qolganda, kristallar birga o'sadi va shuning uchun ularning har birining shakli unchalik to'g'ri emas.

Biroq, kristall qanchalik notekis rivojlanmasin, uning shakli qanchalik buzilgan bo'lmasin, kristall yuzlarining bir xil moddada birlashadigan burchaklari doimiy bo'lib qoladi.

Anizotropiya

Xususiyatlari kristall jismlar kristallarning shakli bilan cheklanmaydi. Kristalldagi modda mukammal bir hil bo'lsa-da, uning ko'pchiligi jismoniy xususiyatlar- kuch, issiqlik o'tkazuvchanligi, yorug'lik bilan munosabati va boshqalar - kristall ichidagi turli yo'nalishlarda har doim ham bir xil emas. Kristalli moddalarning bu muhim xususiyati deyiladi anizotropiya.

Kristallarning ichki tuzilishi. Kristal panjaralar.

Kristalning tashqi shakli uni aks ettiradi ichki tuzilishi va kristallni tashkil etuvchi zarralar - molekulalar, atomlar yoki ionlarning to'g'ri joylashishi bilan bog'liq.

Ushbu tartibni quyidagicha ifodalash mumkin kristall panjara- kesishuvchi to'g'ri chiziqlardan hosil bo'lgan fazoviy ramka. Chiziqlarning kesishish nuqtalarida - panjara tugunlari zarrachalarning markazlaridir.

Kristal panjaraning tugunlarida joylashgan zarrachalarning tabiatiga va ma'lum kristalda ular orasidagi qanday o'zaro ta'sir kuchlariga qarab, quyidagi turlar ajratiladi. kristall panjaralar:

1. molekulyar,

2. atom,

3. ionli va

4. metall.

Molekulyar va atom panjaralari bilan moddalarga xosdir kovalent bog'lanish, ionli - ionli birikmalarga, metall - metallar va ularning qotishmalariga.

Atom panjaralarining tugunlarida atomlar joylashgan. Ular bir-biriga bog'langan kovalent bog'lanish.

Atom panjaralariga ega bo'lgan moddalar nisbatan kam. Ular tegishli olmos, kremniy va ba'zi noorganik birikmalar.

Ushbu moddalar yuqori qattiqlik bilan ajralib turadi, ular o'tga chidamli va deyarli har qanday erituvchilarda erimaydi. Bu xususiyatlar ularning chidamliligi bilan bog'liq. kovalent bog'lanish.

Molekulalar molekulyar panjaralarning tugunlarida joylashgan. Ular bir-biriga bog'langan molekulalararo kuchlar.

Molekulyar panjarali moddalar juda ko'p. Ular tegishli metall bo'lmaganlar, uglerod va kremniy bundan mustasno, hammasi organik birikmalar ion bo'lmagan bog'lanish bilan va ko'plab noorganik birikmalar.

Molekulyar o'zaro ta'sir kuchlari kovalent bog'lanish kuchlariga qaraganda ancha zaifdir, shuning uchun molekulyar kristallar past qattiqlikka ega, eruvchan va uchuvchan.

Ion panjaralari tugunlarida musbat va manfiy zaryadlangan ionlar joylashib, almashinib turadi.. Ular bir-biriga kuchlar orqali bog'langan elektrostatik tortishish.

Ion panjaralarini hosil qiluvchi ionli birikmalarga kiradi ko'pchilik tuzlar va oz miqdordagi oksidlar.

Kuch bilan ionli panjaralar atomdan past, lekin molekuladan yuqori.

Ion birikmalari nisbatan yuqori erish nuqtalariga ega. Ularning o'zgaruvchanligi ko'p hollarda katta emas.

Metall panjaralar tugunlarida metall atomlari joylashgan bo'lib, ular orasida bu atomlarga umumiy elektronlar erkin harakatlanadi.

Metalllarning kristall panjaralarida erkin elektronlarning mavjudligi ularning ko'pgina xususiyatlarini tushuntirishi mumkin: plastiklik, egiluvchanlik, metall yorqinligi, yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi.

Shunday moddalar borki, ularning kristallarida zarralar orasidagi ikki xil o'zaro ta'sir muhim rol o'ynaydi. Shunday qilib, grafitda uglerod atomlari bir xil yo'nalishda bir-biriga bog'langan. kovalent bog'lanish, va boshqalarda metall. Shuning uchun grafit panjarani ham deb hisoblash mumkin yadroviy, Xo'sh qanday metall.

Ko'pgina noorganik birikmalarda, masalan, in BeO, ZnS, CuCl, panjara joylarida joylashgan zarralar orasidagi aloqa qisman ionli, va qisman kovalent. Shuning uchun bunday birikmalarning panjaralarini oraliq oraliq deb hisoblash mumkin ionli va atom.

Moddaning amorf holati

Amorf moddalarning xossalari

Qattiq jismlar orasida sinishda kristallarning belgilari topilmaydigan jismlar ham bor. Misol uchun, agar siz oddiy oynaning bir qismini sindirsangiz, unda uning sinishi silliq bo'ladi va kristallarning sinishidan farqli o'laroq, u tekis emas, balki oval yuzalar bilan chegaralanadi.

Shunga o'xshash rasm qatron, elim va boshqa ba'zi moddalar bo'laklarini bo'lishda kuzatiladi. Ushbu moddaning holati deyiladi amorf.

O'rtasidagi farq kristalli va amorf jismlar, ayniqsa, ularning isitish bilan bog'liqligi bilan ajralib turadi.

Har bir moddaning kristallari qat'iy belgilangan haroratda eriydi va bir xil haroratda suyuq holatdan qattiq holatga o'tadi, amorf jismlar mavjud emas doimiy harorat erish. Qizdirilganda amorf tana asta-sekin yumshaydi, tarqala boshlaydi va nihoyat, butunlay suyuq bo'ladi. Sovutganda, u ham asta-sekin qattiqlashadi.

Muayyan erish nuqtasi yo'qligi sababli amorf jismlar boshqa qobiliyatga ega: ularning ko'pchiligi suyuqlik kabi oqadi, ya'ni. nisbatan kichik kuchlarning uzoq muddatli ta'siri bilan ular asta-sekin shaklini o'zgartiradilar. Misol uchun, tekis yuzaga qo'yilgan qatron bo'lagi bir necha hafta davomida issiq xonada tarqalib, disk shaklini oladi.

Amorf moddalarning tuzilishi

O'rtasidagi farq kristall va amorf materiyaning holati quyidagicha.

Kristaldagi zarrachalarning tartibli joylashishi, birlik hujayra tomonidan aks ettirilgan, kristallarning katta maydonlarida saqlanadi va yaxshi shakllangan kristallar bo'lsa - butunligicha.

DA amorf jismlar zarrachalarning joylashishidagi tartib faqat kuzatiladi juda kichik hududlarda. Bundan tashqari, bir qator amorf jismlarda hatto bu mahalliy tartib faqat taxminiydir.

Bu farqni quyidagicha umumlashtirish mumkin:

• kristall tuzilishi uzoq masofali tartib bilan tavsiflanadi,
• amorf jismlarning tuzilishi - yaqin.

Amorf moddalarga misollar.

Barqaror amorf moddalarga kiradi stakan(sun'iy va vulqon), tabiiy va sun'iy qatronlar, elimlar, kerosin, mum va boshq.

Amorf holatdan kristall holatga o'tish.

Ba'zi moddalar kristall va amorf holatda bo'lishi mumkin. Silikon dioksid SiO 2 tabiatda yaxshi shakllangan holda uchraydi kvarts kristallari, shuningdek amorf holatda ( chaqmoqtosh minerali).

Qayerda kristall holat har doim barqarorroq. Shuning uchun, dan o'z-o'zidan o'tish kristalli modda amorf holatga o'tish mumkin emas va teskari transformatsiya - amorf holatdan kristall holatga o'z-o'zidan o'tish mumkin va ba'zan kuzatiladi.

Bunday transformatsiyaga misol devitrifikatsiya- yuqori haroratlarda shishaning o'z-o'zidan kristallanishi, uni yo'q qilish bilan birga.

amorf holat ko'p moddalar suyuq eritmaning qattiqlashishi (sovishi) yuqori tezlikda olinadi.

Metall va qotishmalar uchun amorf holat hosil bo'ladi, qoida tariqasida, agar eritma fraktsiyalar yoki o'nlab millisekundlar tartibida bir muddat sovutilsa. Ko'zoynak uchun ancha past sovutish tezligi etarli.

Kvarts (SiO2) ham past kristallanish tezligiga ega. Shuning uchun undan quyilgan mahsulotlar amorfdir. Biroq, er qobig'i yoki vulqonlarning chuqur qatlamlari sovib ketganda kristallanishi uchun yuzlab va minglab yillar kerak bo'lgan tabiiy kvarts, yuzada muzlagan va shuning uchun amorf bo'lgan vulqon shishasidan farqli o'laroq, qo'pol donali tuzilishga ega.

Suyuqliklar

Suyuqlik - qattiq va gaz o'rtasidagi oraliq holat.

suyuqlik holati gazsimon va kristall o'rtasida oraliq hisoblanadi. Ba'zi xususiyatlarga ko'ra, suyuqliklar yaqin gazlar, boshqalarga ko'ra - to qattiq jismlar.

Gazlar bilan suyuqliklar, birinchi navbatda, ular tomonidan birlashtiriladi izotropiya va suyuqlik. Ikkinchisi suyuqlikning shaklini osongina o'zgartirish qobiliyatini aniqlaydi.

Biroq yuqori zichlik va past siqilish suyuqliklar ularni yaqinlashtiradi qattiq jismlar.

Suyuqliklarning shaklini osongina o'zgartirish qobiliyati ularda molekulalararo o'zaro ta'sirning qattiq kuchlari yo'qligini ko'rsatadi.

Shu bilan birga, ma'lum bir haroratda doimiy hajmni saqlab turish qobiliyatini aniqlaydigan suyuqliklarning past siqilishi, qattiq bo'lmasa-da, zarralar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining mavjudligini ko'rsatadi.

Potensial va kinetik energiyaning nisbati.

Har bir agregatsiya holati materiya zarralarining potentsial va kinetik energiyalari o'rtasidagi o'ziga xos nisbati bilan tavsiflanadi.

Qattiq jismlar uchun o'rtacha potentsial energiya zarralar o'rtacha kinetik energiyasidan kattaroqdir. Shuning uchun qattiq jismlarda zarralar bir-biriga nisbatan ma'lum pozitsiyalarni egallaydi va faqat shu pozitsiyalarga nisbatan tebranadi.

Gazlar uchun energiya nisbati teskari, buning natijasida gaz molekulalari har doim xaotik harakat holatida bo'ladi va molekulalar o'rtasida amalda birlashtiruvchi kuchlar mavjud emas, shuning uchun gaz doimo unga berilgan butun hajmni egallaydi.

Suyuqliklarda zarrachalarning kinetik va potentsial energiyalari taxminan bir xil bo'ladi, ya'ni. zarralar bir-biriga bog'langan, lekin qattiq emas. Shuning uchun suyuqliklar suyuqlikdir, lekin ma'lum bir haroratda doimiy hajmga ega.

Suyuqlik va amorf jismlarning tuzilishi bir xil.

Suyuqliklarga usullarni qo'llash natijasida strukturaviy tahlil tuzilishini aniqladi suyuqliklar amorf jismlarga o'xshaydi. Aksariyat suyuqliklar mavjud qisqa muddatli buyurtma- har bir molekula uchun eng yaqin qo'shnilar soni va ularning o'zaro tartibga solish suyuqlikning butun hajmida taxminan bir xil.

Turli suyuqliklarda zarrachalarning tartiblanish darajasi har xil. Bundan tashqari, u harorat bilan o'zgaradi.

Past haroratlarda, ma'lum bir moddaning erish nuqtasidan bir oz oshib ketganda, ma'lum suyuqlik zarralarini joylashtirishda tartib darajasi yuqori bo'ladi.

Harorat ko'tarilgach, u kamayadi va suyuqlik qizishi bilan suyuqlikning xossalari gazning xossalariga tobora yaqinlashib boradi. Kritik haroratga erishilganda, suyuqlik va gaz o'rtasidagi farq yo'qoladi.

Suyuqliklar va amorf jismlarning ichki tuzilishidagi o'xshashlik tufayli ikkinchisi ko'pincha juda yuqori yopishqoqlikka ega suyuqliklar deb hisoblanadi va faqat kristall holatdagi moddalar qattiq moddalarga tasniflanadi.

O'xshatish amorf jismlar suyuqliklar, ammo shuni esda tutish kerakki, amorf jismlarda, oddiy suyuqliklardan farqli o'laroq, zarralar bir oz harakatchanlikka ega - kristallardagi kabi.

Har qanday jism ma'lum harorat va bosimlarda - qattiq, suyuq, gazsimon va plazma holatida turli agregatsiya holatida bo'lishi mumkin.

Chunki agregatsiyaning bir holatidan ikkinchisiga o'tish tananing tashqi tomondan isishi uning sovishidan tezroq sodir bo'lishi sharti bilan sodir bo'ladi. Va aksincha, agar tananing tashqi tomondan sovishi uning ichki energiyasi tufayli tananing isishidan tezroq sodir bo'lsa.

Agregatsiyaning boshqa holatiga o'tish jarayonida modda bir xil bo'lib qoladi, bir xil molekulalar qoladi, faqat ularning nisbiy holati, harakat tezligi va bir-biri bilan o'zaro ta'sir kuchlari o'zgaradi.

Bular. tananing zarrachalarining ichki energiyasining o'zgarishi uni holatning bir fazasidan ikkinchisiga o'tkazadi. Bundan tashqari, bu holat tashqi muhitning katta harorat oralig'ida saqlanishi mumkin.

Agregat holati o'zgarganda ma'lum miqdorda energiya kerak bo'ladi. Va o'tish jarayonida energiya tananing haroratini o'zgartirishga emas, balki tananing ichki energiyasini o'zgartirishga sarflanadi.

Grafikda tana haroratining T bog'liqligini ko'rsatamiz (at doimiy bosim) agregatsiyaning bir holatidan ikkinchisiga o‘tishda organizmga beriladigan Q issiqlik miqdori bo‘yicha.

Massa tanasini ko'rib chiqing m, harorat bilan qattiq holatda bo'lgan T1.

Tana bir zumda bir holatdan ikkinchi holatga o'tmaydi. Birinchidan, ichki energiyani o'zgartirish uchun energiya kerak va bu vaqt talab etadi. O'tish tezligi tananing massasiga va uning issiqlik sig'imiga bog'liq.

Keling, tanani isitishni boshlaylik. Formulalarni quyidagicha yozish mumkin:

Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)

Bu tana harorati T 1 dan T 2 gacha isishi uchun qancha issiqlikni olishi kerak.

Qattiq jismning suyuqlikka o'tishi

Bundan tashqari, har bir tana uchun har xil bo'lgan T 2 kritik haroratda molekulalararo aloqalar parchalana boshlaydi va tana boshqa agregatsiya holatiga o'tadi - suyuqlik, ya'ni. molekulalararo aloqalar zaiflashadi, molekulalar katta tezlikda va kattaroq amplituda bilan harakat qila boshlaydi. kinetik energiya. Shuning uchun suyuq holatdagi bir xil jismning harorati qattiq holatdan yuqori bo'ladi.

Butun tananing qattiq holatdan suyuq holatga o'tishi uchun ichki energiya to'planishi uchun vaqt kerak bo'ladi. Bu vaqtda barcha energiya tanani isitish uchun emas, balki eski molekulalararo aloqalarni yo'q qilish va yangilarini yaratish uchun ketadi. Sizga kerak bo'lgan energiya miqdori:

λ - o'ziga xos issiqlik J / kg dagi moddaning erishi va kristallanishi, har bir modda uchun o'ziga xosdir.

Butun tana suyuq holatga o'tgandan so'ng, bu suyuqlik yana quyidagi formula bo'yicha qiziy boshlaydi: Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].

Jismning suyuq holatdan gazsimon holatga o'tishi

Yangi kritik harorat T 3 ga erishilganda, suyuqlikdan bug'ga o'tishning yangi jarayoni boshlanadi. Suyuqlikdan bug'ga o'tish uchun siz energiya sarflashingiz kerak:

r - J / kg dagi gaz hosil bo'lishining o'ziga xos issiqligi va moddaning kondensatsiyasi, har bir moddaning o'ziga xos xususiyati bor.

E'tibor bering, suyuq fazani chetlab o'tib, qattiq holatdan gazsimon holatga o'tish mumkin. Bunday jarayon deyiladi sublimatsiya, va teskari jarayon desublimatsiya.

Tananing gaz holatidan plazma holatiga o'tishi

Plazma- qisman yoki to'liq ionlangan gaz, unda zichliklari ijobiy va manfiy zaryadlar amalda bir xil.

Plazma odatda bir necha ming °C va undan yuqori haroratlarda paydo bo'ladi. Shakllanish usuliga ko'ra plazmaning ikki turi ajralib turadi: gaz yuqori haroratgacha qizdirilganda yuzaga keladigan termal va gazsimon muhitda elektr razryadlari paytida hosil bo'ladigan gazsimon.

Bu jarayon juda murakkab va oddiy tavsifga ega, hatto kundalik hayotda ham biz uchun bunga erishib bo'lmaydi. Shuning uchun biz bu masalaga batafsil to'xtalmaymiz.