Агрегатний стан речовини
Фізична або агрегатний стан матерії характеризується її певними властивостями при конкретних умовах (тиску і температурі). Тобто вона може бути твердою, рідкому або газоподібному. Зміна агрегатних станів речовини призводить до зміни його Фізичні властивості (Щільність, ентропія, вільна енергія). Перебуваючи в твердому стані, воно здатне зберігати фіксований обсяг і форму. Перейшовши в рідину, при тому ж обсязі, змінює форму, пристосовуючись до посудини або ємності. Будучи газоподібним, це ж речовина не зберігає не тільки форму, а й обсяг, так як, розширюючись, заповнює весь простір.
Наприклад, агрегатний стан води може бути твердим, рідким або газоподібним. При цьому хімічна формула (H2O) і склад молекули (два водневих атома і один кисневий атом) не змінюються. При температурах від 0 ° С і нижче вона знаходиться в твердому стані і називається льодом. Від 0 ° С і до 99,944 ° С являє собою безбарвну (для малих обсягів) прозору рідину, яка не має запаху і смаку. При температурі 99,944 ° С переходить в газову фазу і називається водяною парою. На цьому прикладі видно, що агрегатний стан речовини змінюється при зміні зовнішніх умов. В даному випадку при майже не мінливих тиску навколишнього середовища, але зміні температури, лід плавиться при 0 ° С і перетворюється в воду, а та кипить при 99,944 ° С і, випаровуючись, перетворюється на пару.
Вода, можна сказати, відрізняється за своїми властивостями, перебуваючи в різних агрегатних станах. щільність льоду дорівнює 0,917 г / см³-, рідкої води при стандартних умовах 0,9982 г / см³-, водяної пари (також при стандартних умовах) - менше 0,001 г / см³-. динамічна в`язкість води при температурі плавлення льоду (температури замерзання води) дорівнює: &mu- = 1,793·-103 Па·-с, а при 20 ° С динамічна в`язкість води становить: &mu- = 1,003·-10 ³- Па·-с. Таким чином, агрегатний стан речовини і його властивості змінюються при фазовому переході. Це перехід характеризується температурою плавлення (з твердої матерія стає рідкої), що дорівнює температурі кристалізації (рідина твердне), і температурою кипіння (рідина переходить в газ), що дорівнює температурі конденсації (газ стає рідиною).
Слід підкреслити, що агрегатний стан речовини залежить і від його складу. Так, наприклад, при однакових зовнішніх умовах різні речовини відрізняються своїми властивостями. При стандартних умовах вода H2O - це рідина. Водень H2 і кисень O2 - це гази. Залізо Fe - тверде тіло (його температура плавлення 1538,9 ° C, температура кипіння 2860,9 ° C). Але один і той же агрегатний стан для різних речовин може мати деяку схожість.
Наприклад, для газів характерні порівняно малі сили міжмолекулярної взаємодії. Тому їх молекули перебувають один від одного на великих відстанях. В результаті гази здатні сильно стискатися. Молекули газів постійно рухаються, а рух є хаотичним. Саме це пояснює здатність газоподібних речовин заповнювати рівномірно весь обсяг, їм наданий: гази набувають форму і об`єм ємності, в якій вони знаходиться.
Рідини між газоподібними і твердими речовинами займають проміжне положення. З підвищенням температури, вони більшою стають схожими на гази, а з пониженням температури, вони більше нагадують тверді речовини. Молекули рідин більш щільно розміщуються завдяки помітним силам тяжіння між ними. Рентгенографічні дослідження їх показали, що вони мають деякі зачатки, що нагадують кристалічну будову.
Тверді речовини мають завжди певні форми і обсяги. Щоб їх змінити, необхідно затратити зусилля, так як молекули, атоми і іони міцно пов`язані між собою. Частинки твердої матерії не можуть вільно переміщатися, так як зберігають взаємне розташування і близько центрів рівноваги здійснюють впорядковані коливання. Відомо два стану твердих тіл - аморфне і кристалічна. Кристали останнього характеризуються певною для них формою. Наприклад, кристали натрію хлориду NaCl нагадують за формою куб, калію нітрату KNO3 - призму і так далі. Структура аморфних - це безладно сагрегатірован молекули. На відміну від кристалічних речовин, які плавляться при певній температурі, аморфні характеризується широким інтервалом температури плавлення. Іноді їх розглядають, як рідина з дуже високою в`язкістю. При зміні умов, в яких відбувається застигання речовини, воно може вийти, як в кристалічному, так і в аморфному стані.
Агрегатний стан речовини іноді описують, як плазму або рідкі кристали. Але це не зовсім коректне визначення. Питання вимагає окремого і докладнішого вивчення, тому в даній статті цей стан матерії не порушено.
