Агрегатные состояния веществ

Все вещества при нормальных условиях могут находиться в трёх cсостояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Такие состояния веществ называют агрегатными.

Например, при нормальных условиях вода находится в жидком агрегатном состоянии, при температуре 0 ⁰С вода находится в твёрдом агрегатном состоянии (это всем известный лёд). Ледяной узор на стекле, снег и гигантский айсберг – это всё твёрдое агрегатное состояние воды.

Если воду нагреть до температуры 100 ⁰С, то она переходит в газообразное состояние, так называемый пар. Этот пар представляет собой скопление мельчайших водяных капелек. Облака – это миллиарды мельчайших капелек воды.

Большинство газообразных веществ бесцветны, поэтому увидеть их невозможно. Находясь в сосуде, они принимают его форму. Объём газов зависит от температуры и давления, поэтому газы сжимаемы. Это свойство широко используется. Например, с помощью сжатого воздуха закрываются и открываются двери в автобусе, поток раскалённых газов реактивного двигателя поднимает ввысь самолёты, купол парашюта, наполненный упругим воздухом, позволяет плавно опуститься на землю.

Однако эта «невесомость» газов – понятие относительное. Например, на двух чашах уравновешенных весов стоят одинаковые химические стаканы. Визуально мы не увидим здесь газы. Углекислый газ легко можно «перелить» из сосуда в сосуд. Если взять стакан с углекислым газом и «перелить» его в один из стаканов, то чаша весов опускается вниз. Углекислый газ заполняет стакан и вытесняет воздух из него, поэтому чаша весов опустилась. Из этого можно сделать вывод, что углекислый газ тяжелее воздуха.  

Несомненно, переливать жидкости более привычно и наглядно. Если жидкость налить в сосуд, то она примет форму того сосуда, в который её налили.  Это отражает такое свойство жидкости, как текучесть. Одни жидкости достаточно быстро растекаются по плоской поверхности, например, вода, спирт, бензин, ацетон. Другие жидкости – очень медленно. Так, капля мёда на стекле будет растекаться очень медленно, для того, чтобы это сделать, нужно стекло поставить вертикально. Жидкости, в отличие от газов, практически не сжимаются. Если хлопнуть по поверхности воды, то эффект будет таким же, как, если хлопнуть по крышке стола.

Если жидкость охладить, то она переходит в твёрдое агрегатное состояние. Твёрдые тела сохраняют свои объём и форму, они практически не сжимаются. Так, кубики льда постоянно буду иметь свои форму и объём, куда бы мы их не перемещали, пока они не растают.

Диффузию, броуновское движение, переход веществ из одного агрегатного состояния в другое относят к физическим явлениям, так как не происходит превращения одних веществ в другие.

Таким образом, физические явления – это явления, при которых изменяются агрегатные состояния веществ, форма и размеры тел, построенных из этого вещества, но сохраняется их химический состав.

В газообразных веществах расстояние между молекулами в десятки раз превышает размер самих молекул, поэтому они слабо связаны друг с другом и газы легко сжимаются. В твёрдых веществах частицы, из которых они состоят, находятся плотно друг к другу и в определённом порядке, как солдаты в строю. Такое упорядоченное строение частиц имеют кристаллы. Силы притяжения частиц в кристаллах велики, оторвать эти частицы очень непросто.

Жидкие вещества – это нечто промежуточное между газами и твёрдыми веществами.

Жидкости имеют объём, как и твёрдые вещества, расстояние между молекулами небольшое, но силы притяжения между частицами не так велики, как в кристаллах.

Есть ещё вещества, которые настолько вязкие, что долго сохраняют свою форму, как твёрдые вещества, однако расположение частиц в них неупорядоченное, как в жидкостях. Такие вещества называются аморфными. Аморфными веществами являются янтарь, воск, стекло, смолы, многие пластмассы.

Но как можно отличить кристаллическое вещество от аморфного? Если, например, нагреть стекло, то оно размягчится, потом становится текучим, пока не превратится в типичную жидкость. То есть резкой границы между аморфными веществами и жидкостями нет.

У каждого же твёрдого вещества есть определённая температура плавления, при которой оно переходит из твёрдого состояния в жидкое.