Kakšne so države snovi. Kaj je agregatno stanje? Skupno stanje snovi. Trdna in tekoča telesa
Skupno stanje snovi se imenuje njegova sposobnost, da ohrani svojo obliko in obseg. Dodatne funkcije - načine za prehod snovi njihovega sestavljenega agregatnega stanja na drugo. Na podlagi tega so tri agregatne države: trdna, tekočina in plin. Vidne lastnosti so naslednje:
Trdno telo - obdrži obliko in prostornino. Lahko se premakne v tekočino s taljenjem in neposredno v plin s sublimacijo.
- tekočina - obdrži prostornino, vendar ne obrazec, to je tekočina. Različna tekočina si prizadeva za rastonje neomejene na površini, na kateri se nalije. V trdni trdni, se lahko tekočina premakne s kristalizacijo, in v plinu - z izhlapevanjem.
- Plin - ne ohranja niti obrazcev ali obsega. Plin iz nekega podaljšanja skuša razširiti v vseh smereh za nedoločen čas. Da bi ga preprečili, je lahko le moč gravitacije, zaradi česar zemeljska atmosfera ne razprši v vesolje. V tekočini se plin prehaja po kondenzaciji, in neposredno v trdno snov lahko gre skozi odlaganje.
Fazni prehodi
Prehod snovi iz enega agregatnega stanja v drugega se imenuje fazni prehod, saj je znanstveno agregatno stanje faza snovi. Na primer, voda lahko obstaja v trdni fazi (ledu), tekoči (navadna voda) in plinaste (vodne pare).
Na primer vode je dobro dokazan. Objavljeno na dvorišču na sušenju v zmrznjenem dnevu, takoj zamrzne, vendar se po določenem času izkaže, da je suho: led je sublimiran, neposredno se premika v vodno paro.
Praviloma se fazni prehod iz trdne snovi v tekoči in plin, zahteva ogrevanje, vendar temperatura medija ne povečuje: toplotna energija gre za prekinitev notranjih povezav v snovi. To je tako imenovana skrita toplota. Z obratni fazni prehodi (kondenzacija, kristalizacija) je ta toplota označena.
Zato je tako nevarno opekline pare. Na kožo se zgodi. Skrita toplota izhlapevanja / kondenzacije vode je zelo velika: v tem pogledu je voda nenormalna snov; Zato je mogoče življenje na zemlji. Pri sežiganju trajekta, skrite toplote kondenzacije vode "Prikaže se" je zažgano mesto zelo globoko, posledice pare zapisovanja pa so veliko težje kot iz plamena na istem delu telesa.
Pseudophaza.
Fluidnost tekoče faze snovi se določi z viskoznostjo, viskoznost pa je narava notranjih povezav, ki jih je namenjen naslednji razdelek. Viskoznost tekočine je lahko zelo visoka, taka tekočina pa lahko ne deluje neopazno za oko.
Klasični primer - Steklo. To ni trdna, ampak zelo viskozna tekočina. Upoštevajte, da steklene plošče v skladiščih nikoli shranjene na steno. Po nekaj dneh bodo šli pod svojo lastno resnost in bodo neprimerne za uporabo.
Drugi primeri psevdoidnih teles - čevlje var in gradbeništvo bitumen. Če pozabite na kotni kos bitumna na strehi, se bo poleti razširil v pelete in se palil na bazo. Psevzorska telesa za razlikovanje od sedanjosti taljenja: sedanjost med njim bodisi obdržati svojo obliko, dokler se pogled ne širi (spajkanje pri spajkanju), ali plovca, lansira in tokovi (led). Zelo viskozne tekočine se postopoma mehčajo kot isto var ali bitumen.
Izjemno viskozne tekočine, katerih tekočina, ki ni opazna že vrsto let in desetletja, je plastika. Visoka sposobnost ohranjanja obrazca je zagotovljena z veliko molekulsko maso polimerov, v mnogih tisočih in milijonih atomov vodika.
Struktura faznih snovi
V plinski fazi molekule ali atomov snovi, je zelo daleč drug od drugega, večkrat več kot razdalja med njimi. Občasno in nepravilno sodelujejo samo v trčenju. Interakcija sama elastika: trčila kot trdne kroglice, in takoj razpršena.
V tekoči molekuli / atomi se nenehno "počutijo" drug drugega zaradi zelo šibkih vezi kemijske narave. Te obveznice so ves čas raztrgane in se takoj ponovno obnovijo, molekule tekočin se nenehno premikajo med seboj, tako da tekočina in tokovi. Ampak, da bi ga spremenili v plin, morate takoj prekiniti vse vezi in potrebuje veliko energije, ker tekočina in shrani glasnost.
Voda v tem pogledu se razlikuje od drugih snovi z dejstvom, da so njene molekule v tekočini povezane s tako imenovanimi vodikovimi vezi, precej trajno. Zato je voda in je lahko tekočina z normalno temperaturo. Številne snovi z molekulsko maso v desetah in na stotine več kot voda, v normalnih pogojih - plini, kot vsaj običajni gospodinjski plin.
V trdni trdni, vse njegove molekule so trdno na njihovih mestih zaradi močnih kemijskih vezi med njimi, ki tvorijo kristalno mrežo. Pravilni kristali oblike zahtevajo posebne pogoje za njihovo rast in zato so v naravi redki. Večina trdnih teles trdno srečujejo s silami mehanskih in električnih konglomeratov majhnih in najmanjših kristalovskih kristalov.
Če je bralec kdaj videl, na primer, razpokanih avtomobilskih polsi ali litega železarna, potem so zrna kristalitov na plašču vidna enostavno oko. In na fragmentih zlomljenih porcelana ali razdelilnih jedi je mogoče opaziti pod povečevalno steklo.
Plazma
Fizika dodeljuje četrto skupno stanje snovi - plazma. V plazmi se elektroni odtrgajo od atomskih jeder, in je mešanica električno nabitih delcev. Plazma je lahko zelo gosto. Na primer, en kubični plazmi centimeter iz črevesja zvezd - belih palčkov, tehta na ducate in na stotine ton.
Plazma je izolirana v ločeno agregatno stanje, ker aktivno sodeluje z elektromagnetnimi polji, ker se njegovi delci zaračunajo. V prostem prostoru plazme skuša razširiti, hladiti in se premikati na plin. Toda pod vplivom elektromagnetnih polj lahko shranjuje obliko in volumen kot trdno telo zunaj plovila. Ta plazma nepremičnina se uporablja v termonuklearnih energetskih reaktorjih - prototipi energetske namestitve prihodnosti.
Snovi so lahko v različnih agregatnih državah: trdna, tekoča, plinasta. Molekularne sile v različnih agregatnih državah so drugačne: v trdnem stanju, so največji, v plinastem - najmanjši. Razlike molekularne moči so pojasnjene lastnosti, ki se manifestirajo v različnih agregatnih državah:
V trdnih snovi je razdalja med molekulami majhna in prevladuje moč interakcije. Zato imajo trdna telesa lastnost, da ohranijo obliko in obseg. Molekule trdnih teles so v stalnem gibanju, vendar se vsaka molekula premika v bližini ravnotežnega položaja.
V tekočinah je razdalja med molekulami več, to pomeni manj in moč interakcije. Zato tekočina ohranja prostornino, vendar enostavno spremeni obrazec.
V plinih je interakcijska sila precej majhna, saj je razdalja med plinskimi molekulami v več desetletjih več kot dimenzije molekul. Zato mu plin vzame celoten obseg.
Prehodi iz enega agregatnega stanja snovi v drugo
Opredelitev
Taljenje snovi $ - $ Prehod snovi iz trdnega stanja v tekočino.
Ta fazni prehod je vedno spremlja absorpcija energije, tj., Je treba snovi prinese toploto. Kjer notranja energija Snovi se povečajo. Taljenje se pojavi samo pri določeni temperaturi, ki se imenuje tališče. Vsaka snov ima svojo tališče. Na primer, ICE $ T_ (PL) \u003d 0 ^ 0 TEXTRM (C) $.
Medtem ko pride do taljenja, se temperatura snovi ne spremeni.
Kaj je treba storiti, kaj naj talite snov, ki tehta $ M $? Najprej je treba ogrevati na tališče $ T_ (PL) $, informiranje količine toplote $ C (CDOT) M (CDOT) (DELTA) T $, kjer je $ C $ $ specifične toplotne zmogljivosti snovi. Potem je potrebno, da se količina toplote $ (LAMBDA) (CDOT) M $, kjer je $ Lambda $ $ je specifična toplota taljenja snovi. Taljenje se bo zgodilo pri stalni temperaturi, ki je enaka tališču.
Opredelitev
Kristalizacija (strjevanje) snovi $ - $ Prehod snovi iz tekočega stanja v trdno.
To je povratni proces taljenja. Kristalizacijo vedno spremlja sproščanje energije, i.e., je treba odstraniti toploto iz snovi. V tem primeru se notranja energija snovi zmanjšuje. Pojavi se samo pri določeni temperaturi, ki sovpada s tališčem.
Med kristalizacijo se pojavi temperatura snovi.
Kaj je treba storiti, da snov, ki tehta $ m $ kristalizirana? Najprej je treba ohladiti na tališče $ T_ (PL) $, zanašati količino toplote $ C (CDOT) M (CDOT) (DELTA) T $, kjer je $ C $ $ specifične toplotne zmogljivosti snovi. Potem je potrebno odstraniti količino toplote $ (LAMBDA) (CDOT) M $, kjer je $ Lambda $ $ je specifična toplota taljenja snovi. Kristalizacija se bo pojavila pri stalni temperaturi, ki je enaka tališču.
Opredelitev
Različne snovi $ - $ Prehod snovi iz tekočega stanja v plinasto.
Ta fazni prehod je vedno spremlja absorpcija energije, tj., Je treba snovi prinese toploto. V tem primeru se poveča notranja energija snovi.
Obstajata dve vrsti uparjanja: izhlapevanje in vrenje.
Opredelitev
Izhlapevanje $ - $ Izparjenja s površine tekočine, ki se pojavi pri vsaki temperaturi.
Hitrost izparevanja je odvisna od:
temperature;
površina;
vrsta tekočine;
veter.
Opredelitev
Vreti $ - $ Izparjenja v celotnem volumnu tekočine, ki se pojavi le pri določeni temperaturi, ki se imenuje vrelišče.
Vsaka snov ima svojo vrelišče. Na primer, voda je $ T_ (KIP) \u003d 100 ^ 0 TVTRM (C) $. Medtem ko je vrenje, se temperatura snovi ne spremeni.
Kaj je treba storiti, da je snov masa $ M $, ki izhaja? Najprej se morate ogreti do vrelišča $ T_ (Instrumentation) $, poročanje o količini toplote $ C (CDOT) M (CDOT) (DELTA) T $, kjer je $ C $ $ specifičen toplotne zmogljivosti snovi. Nato je potrebno, da se količina toplote $ (L) (CDOT) M $, kjer je $ l $ $ je specifična toplota uparjanje snovi. Podaja se bo v stalnem temperaturi, ki je enaka vrelišču.
Opredelitev
Kondenzacija snovi $ - $ Prehod snovi iz plinastega stanja v tekočino.
To je proces, povratna uparjanja. Kondenzacija vedno spremlja sproščanje energije, t.j., je potrebno odstraniti toploto iz snovi. V tem primeru se notranja energija snovi zmanjšuje. Pojavi se samo pri določeni temperaturi, ki sovpada z vreliščem.
Medtem ko pride do kondenzacije, se temperatura snovi ne spremeni.
Kaj je treba storiti, da je snov masa $ m $ kondenzirana? Najprej je treba ohladiti na vrelišče $ T_ (kip) $, zanašati količino toplote $ C (CDOT) M (CDOT) (DELTA) T $, kjer je $ C $ $ specifične toplotne zmogljivosti snovi. Potem je potrebno vzeti količino toplote $ (L) (CDOT) M $, kjer je $ L $ $ specifična toplota uparjanja snovi. Kondenzacija se bo pojavila pri konstantni temperaturi, ki je enaka vrelišču.
Lekcija ciljev:
- poglobiti in povzeti znanje o agregatnih državah snovi, da bi študirali v katerih državah so lahko snovi.
Lekcija nalog:
Izobraževalna - oblikovanje ideje o lastnostih trdnih teles, plinov, tekočin.
Razvoj - razvoj govornih veščin študentov, analize, sklepov o materialnem materialu in preučevan.
Izobraževalno-cepljenje duševnega dela, ustvarjanje vseh pogojev za povečanje zanimanja za vsebino.
Glavni pogoji:
Stanje agregacije- to stanje snovi, za katero so značilne nekatere kakovostne lastnosti: - sposobnost ali nezmožnost ohranjanja oblike in prostornine; - razpoložljivost ali pomanjkanje blizu in dolgega razpona; - Drugo.
Sl.6. Skupno stanje snovi, kadar se temperatura spremeni.
Ko snov iz trdnega stanja gre v tekočino, se to imenuje taljenje, povratne procese - kristalizacija. Pri premikanju snovi iz tekočine v plin se ta postopek imenuje izhlapevanje, v tekočini iz kondenzacije plina. In prehod na plin iz trdnega telesa takoj, mimo tekočega - sublimacije, obratni proces - deskanjiranje.
1.Kristalizacija; 2. taljenje; 3. kondenzacija; 4. Različko;
5. sublimacija; 6. Desublimation.
Ti primeri prehodov nenehno opazujemo vsakdanje življenje. Ko se led topi, se spremeni v vodo, voda pa izhlapi, in nastane par. Če upoštevamo v nasprotni smeri, pari, kondenzaciji, se začne premakniti nazaj v vodo, in voda pa zamrzovanje, postane led. Vonj katerega koli trdnega telesa je sublimacija. Del molekul je zlomljen iz telesa, medtem ko je oblikovan plin, ki daje vonju. Primer povratnega procesa je pozimi vzorci na steklu, ko se pari v zraku lahko padejo na steklo med zamrzovanjem.
Videoposnetek prikazuje spremembo v skupnih stanjih snovi.
Kontrolna enota.
1. Po zamrzovanju se je voda spremenila v veliko. Spremenjeno, če voda molekule?
2. Soba uporablja medicinski eter. In zaradi tega običajno diši. Kakšno stanje je zrak?
3. Kaj se zgodi z obliko tekočine?
4. LED. Kakšno je stanje vode?
5. Kaj se zgodi, ko voda zamrzne?
Domača naloga.
Odgovori na vprašanja:
1. Ali je mogoče, da ga napolnite s plinom za plovilo polovico prostornine plovila? Zakaj?
2. Ali je pri sobni temperaturi v tekočem stanju: dušik in kisik?
3. Ali je pri sobni temperaturi v plinastem stanju: železo in živo srebro?
4. V Frosty Winter Dan nad rečno meglo. Kaj je to stanje snovi?
Verjamemo, da ima snov tri agregatne države. Dejstvo je, da je vsaj petnajst, seznam teh držav pa še naprej raste z vsakim dnem. To so: amorfno trdno, trdno, nevtronij, quark-gluon plazma, močno simetrična snov, šibko simetrična snov, fermion kondenzat, bose-einstein kondenzat in čudno snov.
V tem razdelku bomo pogledali agregatne državeV kateri je zadeva okoli nas in interakcijskih sil med delci snovi, značilna za vsako skupno državo.
1. Stanje trdnega telesa,
2. Tekoče stanje in
3. Plinasto stanje.
Pogosto dodeljujejo četrto agregatno stanje - plazma.
Včasih se plazemsko stanje šteje za eno od vrst plinastega stanja.
Plazma - delno ali popolnoma ionizirani plinnajpogosteje obstoječe pri visokih temperaturah.
Plazma To je najpogostejše stanje snovi v vesolju, okostje Shardey of Star je v tej državi.
Za vsakogar agregatno stanje Značilnosti so značilne po naravi interakcije med delci snovi, ki vpliva na njene fizikalne in kemijske lastnosti.
Vsaka snov lahko ostane v različnih agregatnih državah. Z dovolj nizkimi temperaturami so vse snovi v trdno stanje. Toda kot segrevamo, postanejo tekočine, potem. gas.. Z nadaljnjim segrevanjem, so ionizirani (atomi izgubijo del svojih elektronov) in gredo v državo plazma.
Gas.
Plinasto stanje (iz Netherl. Plin, gre nazaj v Dr. Grk. Χάος ), Za katere so značilne zelo šibke povezave med komponentami njenih delcev.
Generiranje plinskih molekul ali atomov je kaotično premikanje in hkrati prevladujoči del časa je na velikem (v primerjavi z njihovimi dimenzijami) drug od drugega. Posledično. sile interakcije med plinskimi delci so zanemarljive majhne.
Glavna značilnost Gaze To je, da izpolni ves razpoložljivi prostor, ne da bi tvorili površino. Plin se vedno mešajo. Plin - izotropna snovTo je, njegove lastnosti niso odvisne od smeri.
V odsotnosti moči pritisk Na vseh točkah plina. Na področju moči, gostota in tlaka nista enaka na vsaki točki, se zmanjšujeta z višino. V skladu s tem, na področju gravitacije, mešanica plinov postane nehomogena. Težki plini se ponavadi umirijo spodaj in več pljuča - iti gor.
Plin ima visoko stisljivost - S povečanjem pritiska se njena gostota poveča. S povečanjem temperature se širi.
Pri stiskanju plina lahko gredo na tekočino, Vendar se kondenzacija pojavi pri vsaki temperaturi in pri temperaturi pod kritično temperaturo. Kritična temperatura je značilna za določen plin in je odvisna od interakcijskih sil med njegovimi molekulami. Torej, na primer, plin helij lahko pomagamo le pri temperaturah spodaj 4.2 K..
Obstajajo plini, ki se pri ohladimo, se gibljejo v trdno, mimo tekoče faze. Pretvorba tekočine v plinu se imenuje izhlapevanje, in neposredna pretvorba trdnega telesa na plin - sublimacijo.
TRD
Stanje trdnega telesa V primerjavi z drugimi agregatnimi državami značilna stabilnost oblike.
Razlikujte crystal. in amorfna trdna telesa.
Kristalinično stanje snovi
Stabilnost oblike trdnih teles je povezana z dejstvom, da je večina v trdnem stanju kristalna struktura..
V tem primeru so razdalje med delci snovi majhne in medsebojne sile med njimi so visoke, kar določa stabilnost oblike.
V kristalinični strukturi številnih trdih teles je enostavno zagotoviti razcepi kos snovi in \u200b\u200bpreučiti nastalega odmora. Običajno, na odmor (na primer, sladkor, žveplo, kovine itd.), So fini obrazi kristalov, ki se nahajajo na različnih kotih, dobro viden, utripa zaradi različnih odsevov z njimi.
V primerih, ko so kristali zelo majhni, se lahko kristalinična struktura snovi namesti z mikroskopom.
Oblike kristalov
Vsaka snov je oblikovana kristale Popolnoma določen obrazec.
Različne kristalne oblike se lahko zmanjša na sedem skupin:
1. TRICLINNY. (paralelepiped),
2. Monoclinic. (prizma s paralelogramom na dnu),
3. Rombic. (pravokotne paralelepipejene),
4. Tetrarokoal. (pravokotna paralelepiperana s kvadratom na dnu),
5. TVONAL.,
6. Šesterokotno (Prizma s temeljnim centriranjem
heksagon)
7. Cubic. (Kubic).
Številne snovi, zlasti železa, bakra, diamant, natrijev klorid, se kristalizirajo cubic System.. Najenostavnejše oblike tega sistema so cube, Octaedron, Tetraedron.
Magnezij, cink, led, kremena kristaliziran Šesterokotni sistem. Glavne oblike tega sistema - hex Prism in Biiramid.
Naravni kristali, kot tudi kristali, pridobljeni z umetno, redko ustrezajo teoretičnim oblikam. Običajno, ko utrjevanje staljene snovi, kristali rastejo skupaj in zato oblika vsakega od njih ni povsem pravilna.
Vendar, kako neenakomerno ni prišlo do razvoja kristala, ne glede na to, kako izkrivlja svojo obliko, koti, pod katerimi robovi kristala imajo enako snov, ostanejo konstantne.
Anisotropy.
Značilnosti kristalnih teles niso omejene na obliko kristalov. Čeprav je snov v kristalu popolnoma enakomerna, mnogi od tega fizične lastnosti - moč, toplotna prevodnost, odnos do svetlobe in drugih. - Ni vedno enako v različnih smereh znotraj kristala. Pomembna značilnost kristalnih snovi se imenuje anisotropy..
Notranja struktura kristalov. Kristalne rešetke.
Zunanja oblika kristala ga odraža notranja struktura. In zaradi pravilne ureditve delcev, ki sestavljajo kristalne, - molekule, atome ali ioni.
Ta lokacija je lahko zastopana kot kristalna mreža - prostorski okvir, ki se oblikuje z ravne črte. Na presečišču prog - vozlišča rešetka - Naložite centre delcev.
Odvisno od narave delcev, ki se nahajajo v vozliščih kristalne mreže, in na kateri so prednosti interakcije med njimi prevladujejo v tem kristalu, razlikujejo naslednje vrste kristalne odločitve:
1. Molekularna,
2. atomsko,
3. ionsko in
4. Metal..
Molekularne in atomske rešetke so neločljivo povezane s snovmi s kovalentnim vezjo, ionske - ionske spojine, kovinske kovine in njihove zlitine.
Atomi so atomi v vozliščih atomskih mrež.. Povezani so drug z drugim kovalentna kravata.
Snovi z atomskimi mrežami so relativno majhne. Pripadajo diamond, Silicon. In nekatere anorganske povezave.
Za te snovi so značilne visoke trdnosti, rafinirane in netopne v skoraj vseh topilih. Te lastnosti so pojasnjene s trdnostjo. kovalentna komunikacija.
Molekule so v vozliščih molekularne lazine. Povezani so drug z drugim intermolekularne sile.
Številne molekularne mreže. Pripadajo nemetalla., z izjemo ogljika in silicija, vse organske spojine z neionsko vezjo in veliko anorganskih spojin.
Sile intermekularnega interakcije so bistveno šibkejše od sil kovalentne vezi, zato imajo molekularni kristali rahlo trdoto, enostavne soli in nestanovitne.
V vozliščih ionske rešetke se nahajajo, izmenično in negativno nabite ione. Povezani so drug z drugim elektrostatična atrakcija.
Do spojin z ionskimi vezmi, ki tvorijo ionske rešetke, pripada večina soli in majhno število oksidov.
Z vzdržljivostjo ionske mreže Dano atomsko, vendar presega molekularno.
Ionske spojine imajo relativno visoke temperature taljenja. V večini primerov so v večini primerov nestanovitne.
V vozliščih kovinskih trdnih snovi so kovinski atomi, med katerimi se elektroni, ki so skupni za te atome, prosto gibljejo.
Prisotnost prostih elektronov v kristalnih rešetkah kovin je mogoče pojasniti s številnimi lastnostmi: plastičnost, samoumidnost, kovinski sijaj, visoko elektro-in toplotno prevodnost
Obstajajo snovi, v katerih dve vrsti interakcij med delci igrajo pomembno vlogo v kristalih. Torej, v grafitnih ogljikovih atomi so povezani med seboj v nekaterih smereh. kovalentna kravatain v drugih - kovina. Zato si lahko ogledate rešetko grafita in kot atomsko, In kako kovina.
V mnogih anorganskih spojinah, na primer, v Beo, Zns, Cucl, razmerje med delci, ki se nahajajo v mrežnih vozliščih, je delno ionskoin delno kovalentna. Zato je rešetke takih spojin mogoče obravnavati kot vmesno ionsko in atomsko.
Amorfno stanje snovi
Lastnosti amorfnih snovi
Obstajajo tisti med trdnimi telesi, v katerih ni mogoče odkriti nobenih znakov kristalov. Na primer, če ste razdelili kos navadnega stekla, bo gladka in, za razliko od kristalov, omejena, vendar ovalne površine.
Podobna slika opazimo, ko delijo rezine smole, lepila in nekaterih drugih snovi. To stanje snovi se imenuje amorfno.
Razlika med crystal. in amorfno Organi so še posebej močno izraženi v njihovem odnosu do ogrevanja.
Medtem ko se kristali vsake snovi stopijo na strogo določeni temperaturi in pri isti temperaturi je prehod iz tekočega stanja v trdni trdi, amorfna telesa nimajo nenehne talilne točke. Pri segrevanju se amorfno telo postopoma mehča, se začne širiti in končno postane popolnoma tekoča. Pri hlajenju je tudi postopoma utrjevanje.
Zaradi odsotnosti določene taletne točke imajo amorfna telesa druga sposobnost: mnogi od njih imajo tekočine tekočin. Z dolgim \u200b\u200bdelovanjem relativno majhnih sil postopoma spreminjajo svojo obliko. Na primer, kos smole, položene na ravno površino, v topli sobi za več tednov, ki se razprostira, jemljete obrazec diska.
Struktura amorfnih snovi
Razlika med kristalno in amorfno Stanje snovi je naslednje.
Naročil ureditev delcev v kristaluv osnovni celici, se vzdržuje na velikih kristalih in v primeru dobro izobraženih kristalov - v vsakem obsegu.
V amorfnih telesih, naročeno na lokaciji delcev, je opaziti samo na zelo majhnih območjih. Poleg tega je v številnih amorfnih telesih celo ta lokalna urejenost le približna.
Ta razlika je mogoče na kratko oblikovati na naslednji način:
- za strukturo kristalov je značilna dolgoročna naročila,
- struktura amorfnih teles - blizu.
Primeri amorfnih snovi.
Stabilne amorfne snovi pripadajo očala (Umetna in vulkanska), naravna in umetna smole, lepila, parafin, vosek in itd
Prehod iz amorfnega držav v kristal.
Nekatere snovi so lahko v kristalni in amorfni državi. Silicid se pojavlja v obliki dobro izobraženega kristali Quartz.kot tudi v amorfuzni pogoj ( mineralna flint.).
Kjer kristalinično stanje je vedno bolj enakomerno. Zato spontani prehod iz kristalne snovi v amorfno je nemogoč, in inverzna transformacija je spontani prehod iz amorfnega stanja v kristalinično - in včasih opazil.
Primer take transformacije je devitrifikacija - spontano kristalizacijo stekla pri povišanih temperaturah, ki jih spremlja njegovo uničenje.
Amorfna država Veliko snovi dobimo pri visoki stopnji strjevanja (hlajenje) tekočega taline.
Kovine in zlitine amorfna država Oblikovana je, praviloma, če se talina ohladi med vrstnim redom več kot deset milisekund. Za pletenico je dovolj manjša hitrost hlajenja.
Quartz. (SIO 2.) Ima tudi nizko stopnjo kristalizacije. Zato se izdelki oddajajo z amorfnimi. Vendar pa je naravna kremena, ki je imela na tisoče let za kristalizacijo med hladilnikom zemeljske skorje ali globokih plasti vulkanov, ima veliko kristalno strukturo, za razliko od vulkanskega stekla, zamrznjene na površini in zato amorfuzni.
Tekočine
Tekočina - vmesna država med trdnim telesom in plinom.
Tekoče stanje To je vmes med plinasto in kristalinično. Glede na lastnosti tekočine blizu gas., v drugih - do tweets..
S tekočimi plini, najprej, njihovi izotropy. in fluidnost.. Slednji določa sposobnost tekočine, da bi lahko spremenila svojo obliko.
zvezek visoka gostota in mala stisljivost Tekočine jih pripeljejo tweets..
Sposobnost tekočin za enostavno spreminjanje njegove oblike označuje odsotnost nizkih sil intermolekularnega interakcije.
Hkrati pa nizka stisljivost tekočin zaradi sposobnosti ohranjanja konstante prostornine pri tej temperaturi označuje prisotnost, čeprav ni težko, vendar še vedno pomembne interakcijske sile med delci.
Razmerje med potencialno in kinetično energijo.
Za vsako agregatno stanje je značilen njegov odnos med potencialnimi in kinetičnimi energijami delcev snovi.
Trdna telesa imajo povprečno potencialno energijo delcev, ki je večja od njihove povprečne kinetične energije. Zato v trdnih telesih delci zasedajo določena stališča med seboj in le nihajo po teh določbah.
Za pline, razmerje med energijoZato so molekule plinov vedno v stanju kaotičnega gibanja, sile sklopke med molekulami pa so praktično odsotne, zato plin vedno vzame ves obseg.
V primeru tekočin je kinetična in potencialna energija delcev približno enaka. Delci so med seboj povezani, vendar ne težko. Zato so tekočine tekočine, vendar imajo pri tej temperaturi trajni volumen.
Pladnji tekočin in amorfnih teles so podobni.
Zaradi uporabe metod strukturne analize se ugotovi, da po strukturi tekočine so podobne amorfnim telesom. V večini tekočin je opaziti srednji nalog - Število bližnjih sosed v vsaki molekuli in njihov medsebojni ureditev je približno enako v celotnem obsegu tekočine.
Stopnja naročanja delcev v različnih tekočinah je drugačna. Poleg tega se spremeni, ko se temperatura spremeni.
Pri nizkih temperaturah nekoliko presega tališče te snovi, stopnja naročanja lokacije delcev te tekočine je velika.
S povečanjem temperature pade in ker se lastnosti tekočine segrejejo, se vedno bolj približujejo lastnosti plina. Ko je dosežena kritična temperatura, različica med tekočino in plinam izgine.
V zvezi s podobnostjo v notranji konstrukciji tekočin in amorfnih teles se slednja pogosto štejejo za tekočino z zelo visoko viskoznostjo, in samo snovi v kristalini lahko vključujejo trdna telesa.
Odpiranje amorfna telesa Tekočine pa se morajo spomniti, da so v amorfnih telesih, v nasprotju s konvencionalnimi tekočinami, imajo delci nepomembno mobilnost - enako kot v kristalih.
Agregatne države. Tekočine. Faze v termodinamiki. Fazni prehodi.
Predavanje 1.16.
Vse snovi lahko obstajajo v treh agregatnih državah - trdno, tekočain plinasto. Prehodi med njimi spremlja sprememba skok v številnih fizikalnih lastnostih (gostota, toplotna prevodnost itd.).
Agregatno stanje je odvisno od fizičnih pogojev, v katerih se snov nahaja. Obstoj v snovi več agregatnih držav je posledica razlik v termičnem gibanju njenih molekul (atomov) in v njihovi interakciji pod različnimi pogoji.
Gas. - skupno stanje snovi, v kateri se delci niso povezani ali zelo slabo povezani s silami interakcije; Kinetična energija toplotnega gibanja delcev (molekul, atomov) bistveno presega potencialno energijo interakcij med njimi, tako da se delci premikajo skoraj prosto, v celoti polnjenje plovila, v kateri obstajajo, in ga v njej. V plinastem stanju snov nima niti lastnega obsega ali lastne oblike. Vsako snov se lahko prevede v plinasto, spreminjanje tlaka in temperature.
Tekoča - agregatno stanje snovi, vmesni med trdnimi in plinastimi. Zanj je značilna velika mobilnost delcev in majhen prosti prostor med njimi. To vodi do dejstva, da tekočine obdržijo svoj volumen in vzamejo obliko plovila. V tekočini je molekula postavljena zelo blizu drug drugemu. Zato je gostota tekočine veliko večja od gostote plinov (pri normalnem tlaku). Lastnosti tekočine v vseh smereh so enake (izotropna), razen tekočih kristalov. Pri segrevanju ali zmanjšanju gostote tekočega lastnosti, toplotne prevodnosti, viskoznost se praviloma razlikuje k približevanju lastnosti plinov.
Toplotno gibanje tekočinskih molekul je sestavljeno iz kombinacije kolektivnih vibracijskih gibanj in se pojavljajo od časa do časa skokov molekul iz nekaterih ravnotežnih položajev do drugih.
Trdna (kristalna) telesa - skupno stanje snovi, za katero je značilna stabilnost oblike in narave toplotnega gibanja atomov. To gibanje je nihanje atomov (ali ionov), od katerih se sestavlja trdno telo. Amplituda nihanja je običajno majhna v primerjavi z menatomičnimi razdaljami.
Lastnosti tekočin.
Molekule snovi v tekočem stanju se nahajajo skoraj blizu drug drugemu. V nasprotju s trdnimi kristalnimi telesi, pri katerih molekule oblikujejo naročene strukture v celotnem kristalnem prostornini in lahko izvedejo toplotne oscilacije v bližini fiksnih centrov, imajo molekule tekočin večjo svobodo. Vsaka tekoča molekula, kot tudi v trdnem, "vpeto" iz vseh strani s sosednjimi molekulami in izvaja toplotna nihanja o nekaterih ravnovesnih položajih. Vendar pa se od časa do časa lahko vsaka molekula premakne na naslednje prazno mesto. Takšne skoke v tekočinah se pogosto pojavljajo; Zato molekule niso vezane na določene centre, tako v kristalih, in se lahko premikajo skozi celotno količino tekočine. To pojasnjuje fluidnost tekočin. Zaradi močne interakcije med tesno nameščenimi molekulami lahko tvorijo lokalne (nestabilne) naročene skupine, ki vsebujejo več molekul. Ta pojav se imenuje srednji postopek.
Zaradi gosto embalaže molekul, stisljivosti tekočin, t.j., sprememba volumna, ko je sprememba tlaka zelo majhna; Deset več sto tisočkrat manj kot v plinih. Na primer, spremeniti volumna voda za 1%, je treba povečati tlak približno 200-krat. Takšno povečanje tlaka v primerjavi z atmosferskim atmosferjem je doseženo na globini približno 2 km.
Tekočine, kot so trdna telesa, spremenijo svoj obseg, ko se temperatura spremeni. Za ne zelo velike temperature, relativna sprememba obsega δ V. / V. 0 Sorazmerno sprememba temperature δ T.:
| |
Koeficient β se imenuje temperaturni koeficient industrije prostornine. Ta koeficient tekočin je desetkrat več kot trden. V vodi, na primer pri temperaturi 20 ° C β v ≈ 2 · 10 -4 do -1, v jekla - β st ≈ 3,6 · 10 -5 do -1, v kremenem steklu - β sq ≈ 9 · 10 - 6 do -1.
Ekspanzija toplote Voda ima zanimivo in pomembno anomalnost za življenje na Zemlji. Pri temperaturah pod 4 ° C se voda širi z zmanjšanjem temperature (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.
Ko se zamrzovanje širi, se voda širi, zato led ostane plavanje na površini zamrzovalnega rezervoarja. Temperatura zmrzovalne vode pod ledom je 0 ° C. V bolj gosto plasti vode na dnu rezervoarja se temperatura izkaže za približno 4 ° C. Zaradi tega lahko življenje obstaja v rezervoarjih zamrzovanja vode.
Najbolj zanimiva značilnost tekočin je prisotnost brezplačen pohištvo. Tekočina, za razliko od plinov, ne zapolni celotnega volumna plovila, v kateri je nanitis. Med tekočino in plinom (ali trajektom) se oblikuje meja particije, ki je pod posebnimi pogoji v primerjavi s preostalim tekočino. Molekule v mejni plazi tekočine, v nasprotju z molekulami v njegovi globini, so obdane z drugimi molekulami iste tekočine, ki niso z vseh strani. Sile intermolekularnega interakcije, ki delujejo na eni od molekul znotraj tekočine iz sosednjih molekul, so v povprečju medsebojno kompenzirane. Vsaka molekula v mejnem sloju privlači molekule znotraj tekočine (s silami, ki delujejo na tej molekuli tekočine na strani plinskih molekul (ali pare), je mogoče zanemariti). Posledica tega je nekaj relejne sile, usmerjena tekočina globoko v tekočino. Površinske molekule sile intermekularne atrakcije se črpajo v tekočino. Toda vse molekule, vključno z molekulami mejnih slojev, bi morale biti v stanju ravnovesja. To ravnotežje se doseže zaradi določenega zmanjšanja razdalje med molekulami površinskih plasti in njihovimi najbližjimi sosedami znotraj tekočine. Z zmanjšanjem razdalje med molekulami se pojavi molečase. Če je povprečna razdalja med molekulami znotraj tekočine enaka r. 0, potem so molekule površinske plasti pakirane nekoliko bolj tesne, zato imajo dodatno stopnjo potencialne energije v primerjavi z notranjimi molekulami. Upoštevati je treba, da zaradi izjemno nizke stisljivosti prisotnost bolj gosto pakirane površinske plasti ne vodi do pomembne spremembe prostornine tekočine. Če se molekula premika s površine v tekočino, bodo sile intermolekularne interakcije pozitivne. Nasprotno, povlecite nekaj molekul iz globine tekočine na površino (tj., Povečajte površino tekočine), zunanja moč mora pozitivno delo A. Zunanja sprememba Δ S. Površina:
| A. Zunanja \u003d σΔ. S.. |
Koeficient σ se imenuje koeficient površinske napetosti (σ\u003e 0). Tako je koeficient površinskega napetosti enak delu, ki je potreben za povečanje površine tekočine pri konstantni temperaturi na enoto.
V SI koeficientu površinske napetosti, izmerjene v joulu merilnikkvadrat (J / m 2) ali v Newtonah na meter (1 N / M \u003d 1 J / m 2).
Zato so molekule površinske plasti tekočine presežek v primerjavi z molekulami znotraj tekočine potencialna energija. Potencialna energija E. Površina tekočine je sorazmerna s svojim območjem: (1.16.1)
Znan je iz mehanike, da ravnotežje stanje sistema ustreza minimalni vrednosti njegove potencialne energije. Iz tega sledi, da si prosta površina tekočine skuša zmanjšati njeno območje. Iz tega razloga, prost padec tekočine ima sferično obliko. Tekočina se obnaša, kot da za tangento njene površine obstajajo sile, ki zmanjšujejo (zategovanje) to površino. Te sile se imenujejo sile površinske napetosti.
Prisotnost sil površinske napetosti naredi površino tekočine, podoben elastični raztegnjenem filmu, z edino razliko, da je elastična sila v filmu odvisna od njegove površine (tj. Kako je film deformiran), in Površina površinske napetosti ni odvisna od tekočin površine.
Sile površinske napetosti si prizadevajo zmanjšati površino filma. Zato lahko napišete: (1.16.2)
Tako se lahko površinski koeficient napetosti Σ definira kot modul površinske napetosti, ki deluje na črte dolžine omejevalne površine linije ( l.- dolžina te vrstice).
Zaradi delovanja površinskih napetosti sil v kapljicah tekočine in znotraj soap mehurčki. nastane nadtlak Δ str.. Če duševno reže sferični padec polmera R. Za dve polovici mora biti vsaka od njih ravnovesje pod delovanjem sil površinske napetosti, ki se nanaša na rezalno mejo 2π R. in nadtlačne sile, ki delujejo na območju π R. 2 oddelka (Sl.1.16.1). Ravnotežno stanje je napisano kot
V bližini mej med tekočino, trdnim in plinom je oblika proste površine tekočine odvisna od sil interakcije tekočih molekul s trdnimi molekulami (interakcija s plinskimi molekulami (ali pare) je mogoče zanemariti). Če so te sile večje od interakcijskih sil med samo tekočino, tekočino omočenje. Površina trdne snovi. V tem primeru se tekočina približuje površini trdne snovi pod nekaj ostrih kota θ, značilnost danega para tekočine - trdno snov. Kot θ se imenuje regionalni kot. Če medsebojne sile med molekulami tekočin presegajo sile medsebojnega delovanja s trdnimi telesnimi molekulami, se rob kota θ izkaže, da je neumna (sl ..1.16.2 (2)). V tem primeru pravijo, da je tekočina ne mokra Površina trdne snovi. V nasprotnem primeru (kot - akutna) tekočina omočenje.površina (Sl.1.16.2 (1)). Za polni delovni časθ \u003d 0, kdaj poln ne-vagonθ \u003d 180 °.
Kapilarni fenomen Klicanje plezanja ali spuščanje tekočine v majhnih premernih cevi - kapilare. Navlažitvene tekočine se dvigajo kapilare, ki se znižujejo - izpusti.
Slika 1.16.3 prikazuje kapilarno cev nekaterih polmera r., spuščen z spodnjim delom v omočilni tekočini gostote ρ. Zgornji del kapilara je odprt. Dviganje tekočine v kapilarni se nadaljuje, dokler se moč gravitacije deluje na tekočem polu v kapilarni, ne bo enaka posledičnemu reševanju modula F. Sile površinske napetosti, ki delujejo vzdolž meja stika tekočine s površino kapilarne: F. T \u003d. F. n, kje. F. T \u003d. mg. = ρ h.π r. 2 g., F. H \u003d σ2π. r. Cos θ.
To pomeni:
S polno omočitvijo θ \u003d 0, cos θ \u003d 1. V tem primeru
S polnimi ne-ure θ \u003d 180 °, cos θ \u003d -1 in zato h. < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.
Voda je skoraj popolnoma ohladitev čiste površine stekla. Nasprotno, živo srebro ne mokro iz steklene površine. Zato se raven živega srebra v stekleni kapilarni spusti pod raven v posodi.