Atomlarning joylashishida ideal tartibni o'rnatishga, ya'ni qattiq jismning shakllanishiga issiqlik harakatlari to'sqinlik qiladi, asosiy xususiyat bu, biz bilganimizdek, tasodifiylik, tartibsizlik. Shuning uchun, moddaning qattiq holatda bo'lishi uchun uning harorati etarlicha past bo'lishi kerak - shunchalik pastki, termal harakatlarning energiyasi kamroq bo'ladi. potentsial energiya atomlarning o'zaro ta'siri.

Barcha atomlar muvozanatda va minimal energiyaga ega bo'lgan mutlaqo ideal kristall, tana faqat shunday bo'lishi mumkin. mutlaq nol. Darhaqiqat, barcha moddalar qattiqroq bo'ladi yuqori haroratlar. Istisno faqat geliy bo'lib, u mutlaq nolda ham suyuq bo'lib qoladi, ammo bu ba'zi kvant effektlari bilan bog'liq, biz quyida qisqacha muhokama qilamiz.

Modda suyuq holatdan qattiq holatga, shuningdek, gaz holatidan o'zgarishi mumkin. Ikkala holatda ham bunday o'tish simmetriyadan mahrum bo'lgan holatdan simmetriya mavjud bo'lgan holatga o'tishdir (bu har qanday holatda ham kristallarda mavjud bo'lgan, lekin suyuqlikda ham, suyuqlikda ham mavjud bo'lmagan uzoq masofali tartibni bildiradi. gazsimon moddalar). Shuning uchun, qattiq holatga o'tish, biz bilganimizdek, doimiy ravishda ham sodir bo'lishi mumkin bo'lgan gaz-suyuqlik o'tishdan farqli o'laroq, ma'lum bir haroratda keskin sodir bo'lishi kerak.

Avval suyuqlikning o'zgarishini ko'rib chiqing - qattiq. Suyuqlikni sovutish jarayonida qattiq jismning hosil bo'lish jarayoni kristallanish (kristallanish) jarayonidir (va u ma'lum bir haroratda, kristallanish yoki qotib qolish haroratida sodir bo'ladi. Bunday transformatsiya paytida energiya kamayadi, chunki u kristallanishning yashirin issiqligi ko'rinishida energiyaning ajralib chiqishi bilan birga keladi.teskari o'zgarish erish - bir xil haroratda ham keskin sodir bo'ladi va energiyaning shaklda yutilishi bilan birga keladi.

termoyadroviy issiqlik kristallanish issiqligiga teng.

Bu 1-rasmda ko'rsatilgan sovutish suvi haroratining vaqtga nisbatan grafigidan aniq ko'rinadi. 179 (a egri chiziq). Egri chiziqning 1-qismi suyuqlikdan issiqlikni olib tashlash hisobiga uning haroratining monoton pasayish kursini beradi. Gorizontal qism 2 ma'lum bir haroratda issiqlikni olib tashlash davom etayotganiga qaramay, uning pasayishi to'xtashini ko'rsatadi. Biroz vaqt o'tgach, harorat yana pasayishni boshlaydi (3-bo'lim). 2-bo'limga mos keladigan harorat kristallanish haroratidir. Kristallanish jarayonida chiqarilgan issiqlik moddadan issiqlikni olib tashlashni qoplaydi va shuning uchun haroratning pasayishi vaqtincha to'xtaydi. Kristallanish jarayoni tugagandan so'ng, qattiq jismning harorati yana pasayishni boshlaydi.

Haroratni pasaytirish grafigining bunday kursi uchun xosdir kristall jismlar. Kristallanmaydigan suyuqliklarni sovutganda (amorf moddalar), yashirin issiqlik ajralib turmaydi va sovutish egri, sovutishni to'xtatmasdan monotonik egri hisoblanadi.

Moddaning o'tish jarayonining teskari jarayonida qattiq holat isitish egri chizig'ida suyuqlikka (erish) o'tishda, shuningdek, erishning yashirin issiqligi - issiqlikning yutilishi tufayli haroratning oshishi to'xtaydi, buning natijasida kristall panjara buziladi (179-rasmdagi egri chiziq). ).

Kristallanishni boshlash uchun markaz yoki kristallanish markazlarining mavjudligi zarur. Bunday markazlar bir-biriga yopishgan suyuqlik zarralarining tasodifiy to'planishi bo'lishi mumkin, ular butun suyuqlik qattiq jismga aylanmaguncha ko'proq zarrachalar qo'shilishi mumkin edi. Shu bilan birga, suyuqlikning o'zida bunday to'planishlarning shakllanishiga issiqlik harakatlari to'sqinlik qiladi, ular hatto sezilarli o'lchamlarga ega bo'lishga ulgurmasdan ham ularni yo'q qiladi. Suyuqlikda boshidanoq chang zarralari va jismlar ko'rinishidagi etarlicha katta qattiq zarralar mavjud bo'lib, ular kristallanish markazlariga aylansa, kristallanish juda osonlashadi.

Suyuqlikning o'zida kristallanish markazlarining shakllanishi, albatta, haroratning pasayishi bilan osonlashadi. Shuning uchun, begona hosilalardan xoli toza suyuqlikning kristallanishi,

odatda haqiqiy kristallanish haroratidan biroz pastroq haroratda boshlanadi. Oddiy sharoitda kristallanish suyuqligida ko'plab kristallanish markazlari mavjud bo'lib, suyuqlikda ko'plab kristallar birga o'sadi va qotib qolgan modda polikristal bo'lib chiqadi.

Odatda ta'minlash qiyin bo'lgan maxsus sharoitlarda yagona kristallni olish mumkin - yagona kristallanish markazidan o'sadigan yagona kristal. Agar bu holda barcha yo'nalishlar uchun zarrachalarning to'planishi uchun bir xil sharoitlar ta'minlansa, kristall uning simmetriya xususiyatlariga ko'ra to'g'ri qirrali olinadi.

Suyuq-qattiq o'tish, shuningdek, teskari o'zgarish fazali o'tishdir, chunki suyuqlik va qattiq holatni moddaning ikki fazasi deb hisoblash mumkin. Kristallanish (erish) temperaturasidagi ikkala faza ham xuddi suyuqlik va uning toʻyingan bugʻi muvozanatda boʻlganidek, muvozanat holatida boʻlgan holda bir-biri bilan aloqa qilishi mumkin (masalan, muz erimasdan suvda suzishi mumkin).

Qaynash nuqtasi bosimga bog'liq bo'lgani kabi, kristallanish harorati (va uning ekvivalent erish nuqtasi) ham bosimga bog'liq bo'lib, odatda bosim ortishi bilan ortadi. U o'sadi, chunki tashqi bosim atomlarni birlashtiradi va erish paytida kristall panjarani yo'q qilish uchun atomlarni bir-biridan uzoqlashtirish kerak: da ko'proq bosim bu termal harakatlarning katta energiyasini, ya'ni yuqori haroratni talab qiladi.

Shaklda. 180 bosimga nisbatan erish (kristallanish) haroratining egri chizig'ini ko'rsatadi. Qattiq egri butun mintaqani ikki qismga ajratadi. Egri chiziqning chap tomonidagi maydon qattiq holatga, o'ng tomoni esa suyuqlik holatiga to'g'ri keladi. Erish egri chizig'ida joylashgan har qanday nuqtaning o'zi qattiq va suyuq fazalar muvozanatiga to'g'ri keladi: bu bosim va haroratlarda suyuqlik va qattiq holatdagi moddalar muvozanatda, bir-biri bilan aloqada bo'ladi va suyuqlik qotib qolmaydi, va qattiq erimaydi.

Rasmdagi nuqta chiziq. 180 qotib qolganda hajmi kamaymaydi, aksincha ortadi, bir necha moddalar (vismut, surma, muz, germaniy) uchun erish egri chizig'ini ko'rsatadi. Bunday

moddalar, albatta, erish nuqtasi bosim ortishi bilan kamayadi.

Erish nuqtasining o'zgarishi bosimning Klauzius-Klapeyron munosabati bilan o'zgarishi bilan bog'liq:

Bu erda erish (kristallanish) harorati va mos ravishda suyuqlik va qattiq fazalarning molyar hajmlari va erishning molyar issiqligi.

Ushbu formula boshqa fazali o'tishlar uchun ham amal qiladi. Xususan, bug'lanish va kondensatsiya holati uchun Klauzius-Klapeyron formulasi bobda olingan. VII [qarang (105.6)].

Klapeyron-Klauzius formulasidan ko'rinib turibdiki, bosimning o'zgarishi bilan erish haroratining o'zgarishi belgisi ikki qiymatdan qaysi biri yoki undan ko'p bilan belgilanadi. Egri chiziqning keskinligi o'tishning yashirin issiqligining qiymatiga ham bog'liq; harorat qancha past bo'lsa, erish harorati bosim bilan shunchalik kam o'zgaradi. Jadvalda. 20 ba'zi moddalar uchun o'ziga xos (ya'ni, massa birligi uchun) termoyadroviy issiqlik qiymatlarini ko'rsatadi.

20-jadval (skanerga qarang) Maxsus issiqlik ba'zi moddalar uchun erish

Klauzius-Klapeyron tenglamasini quyidagi shaklda ham yozish mumkin:

Ushbu tenglama har ikkala muvozanat fazasi joylashgan bosimning harorat bilan qanday o'zgarishini ko'rsatadi.

Qattiq jism nafaqat suyuqlikning kristallanishi, balki suyuq fazani chetlab o'tib, gazning (bug'ning) kristalga kondensatsiyasi natijasida ham hosil bo'lishi mumkin. Bunday holda, yashirin o'tish issiqligi ham chiqariladi, ammo bu har doim sintezning yashirin issiqligidan kattaroqdir. Axir, ma'lum bir harorat va bosimda qattiq jismning hosil bo'lishi to'g'ridan-to'g'ri gaz holatidan ham, dastlabki suyultirish orqali ham sodir bo'lishi mumkin.

hollarda boshlang'ich va yakuniy holatlar bir xil bo'ladi. Demak, bu holatlarning energiya farqi bir xil. Ayni paytda, ikkinchi holatda, birinchidan, kondensatsiyaning yashirin issiqligi gazsimon holatdan suyuq holatga o'tishda, ikkinchidan, suyuqlikdan qattiq holatga o'tishda kristallanishning yashirin issiqligi chiqariladi. Bundan kelib chiqadiki, qattiq jismning gazsimon fazadan to'g'ridan-to'g'ri hosil bo'lishida yashirin issiqlik suyuqlikdan kondensatsiya va kristallanish issiqliklarining yig'indisiga teng bo'lishi kerak. Bu faqat erish nuqtasida o'lchangan issiqliklar uchun amal qiladi. Pastroq haroratlarda gazdan kondensatsiya issiqligi ortadi.

Qattiq jismning bug'lanishining teskari jarayoni odatda sublimatsiya yoki sublimatsiya deb ataladi. Qattiq jismning bug'lanayotgan zarralari suyuqlik bug'langanda sodir bo'ladigan tarzda uning ustida bug' hosil qiladi. Muayyan bosim va haroratlarda bug 'va qattiq muvozanatda bo'lishi mumkin. Qattiq jism bilan muvozanatdagi bug' ham deyiladi to'yingan bug '. Suyuqlik holatida bo'lgani kabi, elastiklik to'yingan bug ' qattiq jismdan yuqori haroratga bog'liq bo'lib, haroratning pasayishi bilan tez kamayadi, shuning uchun oddiy haroratlarda ko'plab qattiq moddalar uchun to'yingan bug' bosimi ahamiyatsiz.

Shaklda. 181 haroratga nisbatan to'yingan bug' bosimining egri chizig'ini ko'rsatadi. Bu egri chiziq qattiq va gazsimon fazalar orasidagi muvozanat chizig'idir. Egri chiziqning chap tomonidagi mintaqa qattiq holatga, uning o'ng tomonidagi gaz holatiga mos keladi. Sublimatsiya, shuningdek, erish, panjarani yo'q qilish bilan bog'liq va buning uchun zarur bo'lgan energiya sarfini talab qiladi. Bu energiya o'zini sublimatsiyaning yashirin issiqligi (sublimatsiya) sifatida namoyon qiladi, albatta, kondensatsiyaning yashirin issiqligiga teng.Shuning uchun sublimatsiya issiqligi erish va bug'lanish issiqliklarining yig'indisiga teng.

Uchta qolishi mumkin bo'lgan moddalarning aksariyati

holatlar: suyuq, qattiq va gazsimon. Bu holatlar agregat holatlar deb ataladi.

Bir modda qizdirilganda yoki sovutilganda, shuningdek bosim o'zgarganda bir holatdan ikkinchi holatga o'tadi.

Siz allaqachon bilasizki, agar siz suvni qaynoq nuqtasiga qizdirsangiz, u aylanadi bug '. Ya'ni, u ketadi gazsimon holat. Har uch holatning xususiyatlarini tushuntiruvchi nazariya mavjud.

U kinetik deb ataladi va zarralar materiya tarkibida harakat qiladi degan fikrga asoslanadi.

Kinetik nazariya.

Fandagi gipotezalarning aksariyati isbotlanmaguncha qabul qilinmaydi, faqat ma'lum hodisalarni tushuntirgani uchungina to'g'ri deb hisoblanadi. Qattiq, suyuq va xossalarini tushuntiring gazsimon jismlar, ularning tarkibida bo'lgan zarrachalarning energiyasiga asoslanib, beradi kinetik nazariya. Qattiq jismning zarralari bir-biriga juda yaqin joylashgan, tortishish kuchi bilan bog'langan va ularni chiqarib bo'lmaydi. Ular faqat markaz atrofida tebranadilar. Ammo tanani isitishni boshlashimiz bilan uning zarralari energiyasi o'sishni boshlaydi. Ana o'shanda ular bir-biridan uzilib qolishi mumkin. Qattiq eriy boshlaydi va oqadi. Gaz zarralari yanada ko'proq energiyaga ega va bir-biridan yanada uzoqroq masofada joylashgan. Isitish zarrachalarning energiyasini oshirishga imkon beradi, ular tezroq harakat qiladi va tana boshqasiga o'tadi agregatsiya holati.

Braun harakati.

Ingliz biologi Robert Braun 1927 yilda suyuqlik ichiga joylashtirilgan gulchang zarralarini mikroskop ostida tekshirdi.

U ularning zigzag shaklida harakat qilayotganini payqadi, lekin buni tushuntira olmadi.

Molekulalarning bunday tasodifiy harakati deyiladi jigarrang harakati. Tushuntirish keyinchalik Albert Eynshteyn tomonidan berilgan.

Uning ta'kidlashicha, suyuqlikda joylashgan zarralar harakatlanuvchi, lekin ko'rinmas molekulalarning to'qnashuvi tufayli harakat qiladi.

Davlat o'zgarishi.

Harorat ko'tarilgach, tananing zarrachalarining energiyasi ortadi va erish nuqtasiga etadi.Keyin zarrachalar va tana eriydi o'rtasidagi bog'lanishlarda uzilish bo'ladi.

Misol uchun, shamdan kerosin. Qizdirilganda u pastga tushadi, sovutganda yana qattiq holatda qotadi.
Keyinchalik qizdirish bilan qaynash nuqtasiga erishiladi va zarralar o'zaro bog'lanishdan butunlay ozod qilinadi va suyuqlik bug'ga aylanadi.

Masalan, geyzer, vulqon jarayonlari bilan isitilib, qaynoq suv va bug'ni yuzaga chiqaradi. Ammo u soviganida, teskari jarayon sodir bo'ladi. Gaz kondensatsiyalanadi va suyuqlikka aylanadi va suyuqlik yanada sovib, muzlaydi va qattiq holatga aylanadi.

Karbonat angidrid suyuqlik holatini chetlab o'tib, qattiq holatdan gazsimon holatga o'tishi mumkin.

Marsda suv etishmasligi atmosfera bosimining ahamiyatsizligi bilan izohlanadi.

U yerdagi suv darhol qaynaydi va bug'lanadi. Turli moddalar uchun boshqa holatga o'tish turli haroratlarda sodir bo'ladi.

Bundan tashqari, moddaga bir oz nopoklik qo'shish yoki bosimni o'zgartirish orqali erish va qaynash nuqtasini o'zgartirishingiz mumkin.

Yer atmosferasining bosimini atmosfera bosimi deb ataymiz.

Yuzaki taranglik.

Siz suv piyodalarining suv ombori yuzasi bo'ylab qanday qilib xotirjam yurishini ko'rdingiz.

Ular cho'kmaydi va suv yuzasida xohlagancha harakatlana oladi.

Bu mumkin, chunki suyuqlik sirt taranglik qatlamiga ega.

Bu qatlamning molekulalari suyuqlik chuqurligiga qaraganda ancha kuchliroq bog'langan.

Bu suyuqlik yuzasida bir turdagi plyonka hosil qiladi, shuningdek, tomchilarni hosil qiladi.

Va suv striderining og'irligi uni buzish uchun etarli emas.

Bug'lanish.

Suyuq qizdirilmaganda ham doimo bug'lanadi. Buning sababi shundaki, sirt qatlamidagi molekulalarning energiyasi ancha katta bo'ladi va bu molekulalarning sirtdan ajralib chiqishiga, ya'ni bug'lanishiga imkon beradi.

Bug'langanda suyuqlikning harorati pasayadi. Bu, ayniqsa, odam terlaganda to'g'ri keladi.

Teri ustidagi suv tomchilari bug'lanadi va teri soviydi.

Gazlar.

Gaz - bu aniq hajm yoki shaklga ega bo'lmagan modda. Kinematik nazariyaga ko'ra, gaz molekulalarining energiyasi aloqalarni uzish va bir-biridan uchib, ularning atrofidagi butun hajmni to'ldirish uchun etarli.

Bu jarayon diffuziya deb ataladi.

Gaz bosimining miqdori gaz molekulalarining idish devorlariga qanchalik kuchli urilishiga bog'liq. Agar haroratni o'zgartirmasdan, idish hajmini kamaytirish orqali gazning hajmi kamaytirilsa, uning bosimi ortadi, chunki gaz molekulalari idishning devorlariga tez-tez uriladi.Yoki siz gazning yangi qismini pompalasangiz.

Qizdirilganda gaz molekulalari tezroq va uzoqroq harakatlanadi, gaz kengayadi va kamroq zichroq bo'ladi. Agar gazni isitish orqali uning hajmini cheklasangiz, u holda bosim ko'tarila boshlaydi.

Hajmi, massasi va zichligi.

Hajm - bu suyuqlik yoki qattiq jism egallagan joy miqdori. Hajmi kubometrda o'lchanadi. Suyuqlik hajmini bilish uchun uni o'lchash idishiga quyish kerak. Qattiq jismning hajmi to'g'ri shakl ular idishdan siqib chiqargan suyuqlik hajmi bilan tan olinadi. To'g'ri shakldagi qattiq jismning hajmi - formula bo'yicha.

Tarozining bir tomonida biz tortish uchun tanani, boshqa tomonida - ma'lum massaga ega bo'lgan tanani joylashtiramiz. Qattiq, suyuq yoki gazsimon jismning massasi uning tarkibida qancha moddalar borligini ko'rsatadi. Massa kilogramm va grammda o'lchanadi. Massa va vazn o'rtasidagi farqni tushunish kerak - tanaga ta'sir qiluvchi tortishish kuchining kattaligi.

Zichlik bo'yicha biz tanani tashkil etuvchi zarralar qanchalik qattiq "o'rnatilgan"ligini hukm qilishimiz mumkin. Masalan, qog'oz molekulalariga qaraganda metall molekulalari bir-biriga yaqinroq.

Bu metallning zichligi yuqori ekanligini anglatadi. Zichlik tananing massasini uning hajmiga bo'lish yo'li bilan hisoblanadi va har bir kubometr uchun kilogramm (kg / m3) bilan o'lchanadi.

Suyuqlikning zichligini o'lchash uchun qurilma - gidrometr mavjud. Zich suyuqlikda u sirt yaqinida suzib yuradi, chunki uning og'irligi faqat kichik hajmdagi suyuqlikni siqib chiqarishi mumkin.

FOYDALINI YAXSHI BILAN BIRLASHING!

Ushbu tajriba sirt taranglik kuchining ta'sirini ko'rsatadi. Sof ho'kizni likopchaga quying va ozgina kukun qo'shing, masalan, talk.

Suyuq sovunni o'rtasiga tomizing. Nima bo'lyapti?

Sovunni buzadi sirt tarangligi, ya'ni. molekulalar orasidagi tortishish kuchi. Devorlarga yaqin joylashgan molekulalar bir-biriga qattiqroq bog'langan, shuning uchun likopchadagi barcha kukun yon tomonlarda to'plangan.

Mineral yoqilg'ilar yer qobig'ida uglerod (turli ko'mir va slanets) va uglevodorodlar (neft va gaz konlari) to'planishi shaklida to'plangan. Yer qobig‘ida molekulyar og‘irligi 60 dan ortiq bo‘lgan uglevodorodlar to‘planishi fan va amaliyotda qat’iy o‘rin olgan. suyuqlik holati, va engilroqlari - gaz holatida.

Biroq, sovet olimlari akademik A. A. Trofimuk, SSSR Fanlar akademiyasining muxbir a'zosi N. V. Cherskiy, doktor. texnika fanlari F. A. Trebin, texnika fanlari nomzodi Yu. F. Makogon va geologiya-mineralogiya fanlari nomzodi V. G. Vasilev. termodinamik sharoitlar er qobig'ida qattiq holatga o'tadi va gaz gidrat konlarini hosil qiladi va oddiy gaz konlariga qaraganda g'ovakli muhitning birlik hajmida gaz konsentratsiyasi beqiyos yuqori bo'ladi.

Gaz er qobig'ida qattiq holatga o'tadi, gidrostatik bosim va nisbatan past haroratlarda qatlam suvi bilan bog'lanadi - +25 ° gacha. Eksperimental tadqiqotlar bir xil bosimlarda gazgidrat konida an'anaviy teng hajmli gaz koniga qaraganda bir necha marta ko'p gaz borligini ko'rsatdi, chunki bir hajm suv gidrat holatiga o'tganda 220 hajmgacha gazni bog'laydi, odatdagidek. gazning suvda eruvchanligi ikki-to'rt hajmdan oshmaydi, muz uchun esa undan ham pastroq.

Gazgidratli rezervuarning fizik xususiyatlari an'anaviy gaz omborining fizik xususiyatlaridan juda farq qiladi. Bunday konning elektr o'tkazuvchanligi an'anaviy konga qaraganda ancha past bo'lib, bu er qobig'idagi gazgidrat konlarini aniqlash uchun geofizik xususiyatlarni talqin qilishning yangi usullarini ishlab chiqish, shuningdek, bu xususiyatlardan yangi konlarni yaratish uchun foydalanish imkonini beradi. jarayonlar (gazni ajratish, katta hajmdagi gazni saqlash past bosimlar va hokazo.).

Gazgidrat konining hosil bo'lish jarayoni kollektor bosimining sezilarli pasayishi (gidrostatikdan past), kon hajmining qisqarishi va gaz va suv oqimi mavjud bo'lganda, gaz zaxiralarining sezilarli darajada oshishi bilan birga bo'lishi mumkin. depozit.

Gazgidrat konlari zonalari asosan abadiy muzlik hududlarida to'plangan va umumiy maydon, bunday konlarni topish mumkin bo'lgan hudud hududining 50% dan ortig'ini tashkil qiladi Sovet Ittifoqi, sayyoramiz quruqlikning chorak qismi va okeanlarning 90% dan ortig'i.

Tadqiqotchilardan biri, SSSR Gaz sanoati vazirligi geologiya boshqarmasi boshlig‘i V.G.Vasilev shunday dedi: “Bu mamlakatimizning energetika va kimyoviy resurslarini ko‘paytiradigan muhim tabiiy gaz zahirasi.Bundan tashqari. , Jahon okeani tubida ham gaz konlari holati borligi taxmin qilinadi.Olimlarning mulohazalari mantiqi quyidagicha: okean tubi 300-500 atm bosimli suv bosimi ostida va shunday holatda. bosim, Yakutiya ichki makonining past haroratlari endi gidratlarning paydo bo'lishi uchun kerak emas.Okean sayyoramizning katta qismini qamrab olganligi va abadiy muzlik quruqlikning muhim qismini egallaganligi sababli, gazning qattiq holatini taxmin qilish mumkin. istisno emas, balki qoidadir.

Minalar qurmasdan gidratlarni qanday usulda er ostidan olish mumkin? Tadqiqotchilar metanni to‘g‘ridan-to‘g‘ri rezervuarda qattiq holatdan gazsimon holatga o‘tkazishni, so‘ngra uni an’anaviy quduqlar yordamida “tanlash”ni taklif qilishdi. Buning uchun bir necha usullar mavjud. Agar quduqdagi bosim sun'iy ravishda kamaytirilsa yoki rezervuardagi harorat ko'tarilsa, bu hidratning parchalanishiga olib keladi va quvurlar orqali erkin gaz ko'tariladi. Ammo eng istiqbolli, olimlar fikricha, suv molekulalarining kuchli tutilishidan gaz molekulalarini chiqarishni tezlashtiradigan katalizator bilan suvda harakat qilishdir. Rezervuardagi gaz kontsentratsiyasi juda yuqori va bu titanik kuchni ehtiyotkorlik bilan chiqarib yuborish kerak.

Bugungi kunda gazgidrat konlarini sanoatda ekspluatatsiya qilish haqida gapirish mumkinmi? SSSR Fanlar akademiyasining muxbir aʼzosi N. V. Cherskiy bu savolga shunday javob beradi: "Arktikadagi Messoyaxskoye konining gazgidrat qatlamlaridan qazib olingan ko'p yuz ming kub metr gaz, - deydi u, "Norilsk koniga allaqachon etib kelgan. va metallurgiya kombinati.. Gaz narxi taxminan bir xil. Odatdagidek 30 dan ortiq qattiq gaz konlari topilgan. Moskva, Novosibirsk, Yakutsk olimlari ularni oqilona rivojlantirish va ulardan foydalanish muammolari ustida ishlamoqdalar."

>>Qattiq, suyuq va gazsimon jismlarning tuzilishi

Internet saytlaridan o'quvchilar tomonidan taqdim etilgan

fizika kutubxonasi, fizika darslari, fizika dasturi, fizika darslaridan konspektlar, fizika darsliklari, tayyor uy vazifalari

Moddaning agregatsiya holati odatda uning shakli va hajmini saqlab turish qobiliyati deb ataladi. Qo'shimcha xususiyat - moddaning bir agregatsiya holatidan ikkinchisiga o'tish usullari. Shunga asoslanib, agregatsiyaning uchta holati ajratiladi: qattiq, suyuq va gaz. Ularning ko'rinadigan xususiyatlari quyidagilardan iborat:

Qattiq tana shakli va hajmini saqlab qoladi. U erish orqali ham suyuqlikka, ham sublimatsiya orqali to'g'ridan-to'g'ri gazga o'tishi mumkin.
- Suyuqlik - hajmni saqlaydi, lekin shakli emas, ya'ni suyuqlikka ega. To'kilgan suyuqlik to'kilgan sirt ustida cheksiz ravishda tarqalishga intiladi. Suyuqlik kristallanish yo'li bilan qattiq moddaga, bug'lanish orqali gazga o'tishi mumkin.
- Gaz - shakli ham, hajmi ham saqlamaydi. Har qanday idishdan tashqaridagi gaz barcha yo'nalishlarda cheksiz kengayish tendentsiyasiga ega. Faqat tortishish kuchi unga buni amalga oshirishga to'sqinlik qilishi mumkin, buning natijasida yer atmosferasi kosmosga tarqalmaydi. Gaz suyuqlikka kondensatsiya orqali o'tadi va to'g'ridan-to'g'ri qattiq moddaga yog'ingarchilik orqali o'tishi mumkin.

Fazali o'tishlar

Moddaning bir agregat holatidan ikkinchisiga o'tishi fazaviy o'tish deyiladi, chunki agregatsiya holatining ilmiy sinonimi materiya fazasidir. Masalan, suv qattiq faza (muz), suyuq (oddiy suv) va gazsimon (bug ') holatda bo'lishi mumkin.

Suv misoli ham sublimatsiyani yaxshi ko'rsatadi. Ayozli shamolsiz kunda quritish uchun hovliga osilgan kirlar darhol muzlab ketadi, lekin bir muncha vaqt o'tgach, u quruq bo'lib chiqadi: muz to'g'ridan-to'g'ri suv bug'iga aylanadi.

Qoidaga ko'ra, qattiq holatdan suyuqlik va gazga o'tish fazasi isitishni talab qiladi, ammo muhitning harorati ko'tarilmaydi: issiqlik energiyasi moddadagi ichki bog'lanishlarni uzish uchun ketadi. Bu fazaviy o'tishning yashirin issiqligi deb ataladi. Qaytganda fazali o'tishlar(kondensatsiya, kristallanish) bu issiqlik chiqariladi.

Shuning uchun bug 'kuyishlari juda xavflidir. Teri bilan aloqa qilganda u kondensatsiyalanadi. Suvning bug'lanishi/kondensatsiyasining yashirin issiqligi juda yuqori: bu jihatdan suv anomal moddadir; Shuning uchun Yerda hayot mumkin. Bug 'kuyish paytida suv kondensatsiyasining yashirin issiqligi kuygan joyni juda chuqur "kuydiradi" va bug 'yoqilishining oqibatlari tananing bir xil qismidagi alangadan ko'ra ancha og'irroqdir.

Psevdofazalar

Moddaning suyuq fazasining suyuqligi uning yopishqoqligi bilan, yopishqoqligi esa keyingi bo'limga bag'ishlangan ichki bog'lanishlarning tabiati bilan belgilanadi. Suyuqlikning viskozitesi juda yuqori bo'lishi mumkin va bunday suyuqlik ko'zga sezilmaydigan darajada oqishi mumkin.

Klassik misol shishadir. Bu qattiq emas, balki juda yopishqoq suyuqlikdir. E'tibor bering, omborlarda shisha choyshablar hech qachon devorga egilgan holda saqlanmaydi. Bir necha kun ichida ular o'z vazni ostida cho'kadi va yaroqsiz holga keladi.

Pseudo-qattiq jismlarning boshqa misollari - poyafzal pitch va qurilish bitumidir. Agar siz uyingizda bitumning burchakli qismini unutib qo'ysangiz, yozda u pirojnoe ichiga tarqaladi va poydevorga yopishadi. Psevdo-qattiq jismlarni haqiqiylardan erish xususiyatiga ko'ra ajratish mumkin: haqiqiy jismlar yo birdaniga tarqalguncha (lehimlashda lehim) shaklini saqlab qoladi yoki ko'lmak va oqimlarni (muz) chiqarib yuboradi. Va juda yopishqoq suyuqliklar asta-sekin yumshaydi, xuddi shu pitch yoki bitum kabi.

Ko'p yillar va o'nlab yillar davomida suyuqligi sezilmaydigan juda yopishqoq suyuqliklar plastikdir. Ularning shaklini saqlab qolishning yuqori qobiliyati polimerlarning ulkan molekulyar og'irligi, minglab va millionlab vodorod atomlari bilan ta'minlanadi.

Modda fazalarining tuzilishi

Gaz fazasida moddaning molekulalari yoki atomlari bir-biridan juda uzoqda, ular orasidagi masofadan ko'p marta kattaroqdir. Ular bir-birlari bilan vaqti-vaqti bilan va tartibsiz, faqat to'qnashuv paytida o'zaro ta'sirlashadi. O'zaro ta'sirning o'zi elastik: ular qattiq to'plar kabi to'qnashib, darhol tarqalib ketishdi.

Suyuqlikda molekulalar/atomlar kimyoviy tabiatning juda zaif aloqalari tufayli doimo bir-birini "his qiladi". Bu aloqalar doimo uzilib qoladi va darhol qayta tiklanadi, suyuqlik molekulalari bir-biriga nisbatan doimo harakatlanadi va shuning uchun suyuqlik oqadi. Ammo uni gazga aylantirish uchun bir vaqtning o'zida barcha aloqalarni uzish kerak va bu juda ko'p energiya talab qiladi, shuning uchun suyuqlik o'z hajmini saqlab qoladi.

Shu nuqtai nazardan, suvning boshqa moddalardan farqi shundaki, uning suyuqlikdagi molekulalari juda kuchli bo'lgan vodorod aloqalari bilan bog'langan. Shuning uchun suv hayot uchun normal haroratda suyuqlik bo'lishi mumkin. Oddiy sharoitlarda molekulyar og'irligi suvdan o'nlab va yuzlab marta katta bo'lgan ko'plab moddalar, hech bo'lmaganda oddiy maishiy gaz kabi gazlardir.

Qattiq jismda uning barcha molekulalari kuchliligi tufayli mustahkam o'rnashgan kimyoviy bog'lanishlar ular orasida kristall panjara hosil qiladi. To'g'ri shakldagi kristallar ularning o'sishi uchun maxsus sharoitlarni talab qiladi va shuning uchun tabiatda kamdan-kam uchraydi. Aksariyat qattiq jismlar mexanik va elektr tabiat kuchlari bilan mustahkam bog'langan kichik va mayda kristallar - kristallitlardan iborat konglomeratlardir.

Agar o'quvchi, masalan, avtomobilning yorilib ketgan yarim o'qi yoki quyma temir panjarani ko'rgan bo'lsa, unda hurdadagi kristallitlar donalari oddiy ko'z bilan ko'rinadi. Va singan chinni yoki fayans idishlarining bo'laklarida ularni lupa ostida kuzatish mumkin.

Plazma

Fiziklar materiyaning to'rtinchi agregat holatini - plazmani ham ajratadilar. Plazmada elektronlar ajraladi atom yadrolari, va u elektr zaryadlangan zarralar aralashmasidir. Plazma juda zich bo'lishi mumkin. Masalan, oq mitti yulduzlarning ichki qismidagi plazmaning bir kub santimetri o'nlab va yuzlab tonnalarni tashkil qiladi.

Plazma alohida agregatsiya holatiga ajratiladi, chunki u bilan faol o'zaro ta'sir qiladi elektromagnit maydonlar chunki uning zarralari zaryadlangan. DA bo'sh joy plazma kengayib, soviydi va gazga aylanadi. Ammo elektromagnit maydonlar ta'sirida u qattiq jism kabi o'z shakli va hajmini idishdan tashqarida saqlab qolishi mumkin. Plazmaning bu xususiyati termoyadro energetika reaktorlarida - kelajak elektr stansiyalarining prototiplarida qo'llaniladi.