Агрэгатны стан рэчыва

Фізічная або агрэгатны стан матэрыі характарызуецца яе пэўнымі ўласцівасцямі пры пэўных умовах (ціску і тэмпературы). Гэта значыць, яна можа быць цвёрдай, вадкай або газападобнай. Змена агрэгатных станаў рэчыва прыводзіць да змены яго фізічныя ўласцівасці (шчыльнасць, энтрапія, свабодная энергія). Знаходзячыся ў цвёрдым стане, яно здольна захоўваць фіксаваны аб'ём і форму. Перайшоўшы ў вадкасць, пры тым жа аб'ёме, змяняе форму, прыстасоўваючыся да пасудзіны або ёмістасці. Будучы газападобных, гэта ж рэчыва не захоўвае не толькі форму, але і аб'ём, так як, пашыраючыся, запаўняе ўсю прастору.

Напрыклад, агрэгатны стан вады можа быць цвёрдым, вадкім або газападобным. Пры гэтым хімічная формула (H2O) і склад малекулы (два вадародных атама і адзін кіслародны атам) не мяняюцца. Пры тэмпературах ад 0 ° С і ніжэй яна знаходзіцца ў цвёрдым стане і называецца лёдам. Ад 0 ° С і да 99,944 ° С ўяўляе сабой бескаляровую (для малых аб'ёмаў) празрыстую вадкасць, якая не мае паху і густу. Пры тэмпературы 99,944 ° С пераходзіць у газавую фазу і называецца вадзяным парай. На гэтым прыкладзе відаць, што агрэгатны стан рэчыва змяняецца пры змене знешніх умоў. У дадзеным выпадку пры амаль не зменлівых ціску навакольнага асяроддзя, але змене тэмпературы, лёд плавіцца пры 0 ° С і ператвараецца ў ваду, а тая кіпіць пры 99,944 ° С і, выпарыліся, ператвараецца ў пар.

Вада, можна сказаць, адрозніваецца па сваіх уласцівасцях, знаходзячыся ў розных агрэгатных станах. Шчыльнасць лёду складае 0,917 г / см³, вадкай вады пры стандартных умовах 0,9982 г / см³, вадзянога пара (таксама пры стандартных умовах) - менш за 0,001 г / см³. Дынамічная глейкасць вады пры тэмпературы плаўлення лёду (тэмпературы замярзання вады) роўная: μ = 1,793 · 103 По · с, а пры 20 ° С дынамічная глейкасць вады складае: μ = 1,003 · 10ˉ³ По · с. Такім чынам, агрэгатны стан рэчыва і яго ўласцівасці змяняюцца пры фазавым пераходзе. Гэта пераход характарызуецца тэмпературай плаўлення (з цвёрдай матэрыя становіцца вадкай), роўнай тэмпературы крышталізацыі (вадкасць дубянее), і тэмпературай кіпення (вадкасць пераходзіць у газ), роўнай тэмпературы кандэнсацыі (газ становіцца вадкасцю).

Варта падкрэсліць, што агрэгатны стан рэчыва залежыць і ад яго складу. Так, напрыклад, пры аднолькавых знешніх умовах розныя рэчывы адрозніваюцца сваімі ўласцівасцямі. Пры стандартных умовах вада H2O - гэта вадкасць. Вадарод H2 і кісларод O2 - гэта газы. Жалеза Fe - цвёрдае цела (яго тэмпература плаўлення 1538,9 ° C, тэмпература кіпення 2860,9 ° C). Але адно і тое ж агрэгатны стан для розных рэчываў можа мець пэўныя падобныя.

Напрыклад, для газаў характэрныя параўнальна малыя сілы межмолекулярных ўзаемадзеяння. Таму іх малекулы знаходзяцца адзін ад аднаго на вялікіх адлегласцях. У выніку газы здольныя моцна сціскацца. Малекулы газаў пастаянна рухаюцца, а рух з'яўляецца хаатычным. Менавіта гэта тлумачыць здольнасць газападобных рэчываў запаўняць раўнамерна ўвесь аб'ём, ім прадстаўлены: газы набываюць форму і аб'ём ёмістасці, у якой яны знаходзіцца.

Вадкасці паміж газападобнымі і цвёрдымі рэчывамі займаюць прамежкавае становішча. З павышэннем тэмпературы, яны большай становяцца падобнымі на газы, а з паніжэннем тэмпературы, яны больш нагадваюць цвёрдыя рэчывы. Малекулы вадкасцяў больш шчыльна размяшчаюцца дзякуючы прыкметным сілам прыцягнення паміж імі. Рэнтгенаграфічных даследаванні іх паказалі, што яны маюць некаторыя зародкі, якія нагадваюць крышталічнае будынак.

Цвёрдыя рэчывы маюць заўсёды пэўныя формы і аб'ёмы. Каб іх змяніць, неабходна выдаткаваць высілак, так як малекулы, атамы і іёны трывала звязаныя паміж сабой. Часціцы цвёрдай матэрыі не могуць свабодна перамяшчацца, так як захоўваюць ўзаемнае размяшчэнне і каля цэнтраў раўнавагі здзяйсняюць спарадкаваныя ваганні. Вядома два стану цвёрдых тэл - аморфнае і крышталічнае. Крышталі апошняга характарызуюцца пэўнай для іх формай. Напрыклад, крышталі натрыю хларыду NaCl нагадваюць па форме куб, калія нітрату KNO3 - прызму і гэтак далей. Структура аморфных - гэта бязладна сагрегатированные малекулы. У адрозненне ад крышталічных рэчываў, якія плавяцца пры пэўнай тэмпературы, аморфныя характарызуецца шырокім інтэрвалам тэмпературы плаўлення. Часам іх разглядаюць, як вадкасць з вельмі высокай глейкасцю. Пры змене ўмоў, у якіх адбываецца застыванне рэчывы, яно можа атрымацца, як у крышталічным, так і ў аморфным стане.

Агрэгатны стан рэчыва часам апісваюць, як плазму або вадкія крышталі. Але гэта не зусім карэктнае вызначэнне. Пытанне патрабуе асобнага і больш падрабязнага вывучэння, таму ў дадзеным артыкуле гэты стан матэрыі не закранута.