Aggregate staten van materie (Van Latijnse Aggrego - Ik hecht, ik associeer) - dit zijn de staten van dezelfde substantie, overgangen tussen de springvormige veranderingen in vrije energie, entropie, dichtheid en andere fysieke parameters van de substantie.
Gas (Franse GAZ, die zich heeft voorgedaan van de Griekse chaos - chaos) is een aggregatieve toestand van een substantie waarin de krachten van de interactie van de deeltjes al het volume vullen dat aan hen wordt verstrekt, verwaarloosbaar zijn. In de gassen zijn de intermoleculaire afstanden groot en moleculen bewegen zich vrijwel vrij.
- Gaza kan worden bekeken als aanzienlijk oververhitte of onvergelijkbare paren.
- Boven het oppervlak van elke vloeistof als gevolg van verdamping is stoom. Met een toename van de druk van stoom tot een bepaalde limiet, genaamd een verzadigde stoomdruk, wordt de verdamping van het fluïdum beëindigd, omdat de druk van stoom en de vloeistof hetzelfde wordt.
- Het verminderen van het volume van het verzadigde paar veroorzaakt de condensatie van het deel van de stoom, en geen toename van de druk. Daarom kan de druk van de stoom niet hoger zijn dan de druk van een verzadigde stoom. De verzadigingstoestand wordt gekenmerkt door een massa van verzadiging in een massa van een verzadigde stoom van 1 M, die afhankelijk is van de temperatuur. Een rijke paren kunnen onverzadigd raken als u het volume verhoogt of de temperatuur verhoogt. Als de parentemperatuur veel hoger is dan het kookpunt dat overeenkomt met deze druk, wordt de stoom oververhitting genoemd.
Plasma Het wordt gedeeltelijk of volledig geïoniseerd gas genoemd, waarin de dichtheid van positieve en negatieve ladingen bijna hetzelfde is. De zon, sterren, de wolken van de interstellaire substantie bestaan \u200b\u200buit gassen - neutraal of geïoniseerd (plasma). In tegenstelling tot andere aggregatieve staten van het plasma, is het een gas van geladen deeltjes (ionen, elektronen), die elektrisch met elkaar op grote schaal communiceren, maar geen buur of verre bevelen hebben op de locatie van de deeltjes.
Vloeistof - Dit is een geaggregeerde toestand van substantie, tussenliggend tussen vaste en gasvormige.
- Vloeistoffen zijn inherent aan sommige kenmerken van de vaste stof (behoudt zijn volume, vormt een oppervlak, het heeft een zekere treksterkte) en gas (neemt de vorm van het vaartuig waarin het zich bevindt).
- De thermische beweging van moleculen (atomen) van de vloeistof is een combinatie van kleine oscillaties in de buurt van de evenwichtposities en frequente opheffing van de ene evenwichtsstand naar de andere.
- Tegelijkertijd komen trage bewegingen van moleculen en hun oscillaties in kleine hoeveelheden op, frequente gooit van moleculen schendden de verre orde op de locatie van de deeltjes en bepalen de vloeibaarheid van vloeistoffen, en kleine oscillaties in de buurt van de evenwichtsbestuurposities bepalen het bestaan \u200b\u200bin Diph -order vloeistoffen.
Vloeistoffen en vaste stoffen, in tegenstelling tot gassen, kunnen worden beschouwd als zeer gecondenseerde media. Daarin bevinden moleculen (atomen) zich veel dichter bij elkaar en de kracht van de interactie van verschillende ordes van grootte groter dan in gassen. Daarom hebben vloeistoffen en vaste stoffen aanzienlijk beperkte uitzettingsmogelijkheden, het is niet duidelijk een willekeurig volume, en bij constante druk en temperatuur behouden ze hun volume, in welk bedrag dat ze niet zijn geplaatst. Overgangen van een meer bestelde structuur van een geaggregeerde staat in minder besteld, kunnen continu optreden. In dit verband is het in plaats van het concept van een geaggregeerde toestand het raadzaam om een \u200b\u200bbreder concept te gebruiken - het concept van de fase.
Fase Een combinatie van alle delen van het systeem, die dezelfde chemische samenstelling hebben en in dezelfde staat bevinden. Dit wordt gerechtvaardigd door het gelijktijdige bestaan \u200b\u200bvan thermodynamisch evenwichtsfasen in een multiphase-systeem: vloeistoffen met zijn verzadigde veerboot; water en ijs op smeltpunt; twee mislukte vloeistoffen (een mengsel van water met triethylamine), gekenmerkt door concentraties; Het bestaan \u200b\u200bvan amorfe vaste stoffen die de structuur van de vloeistof (amorfe staat) behouden.
Amorfe solide staat Het is een soort van een supercourse vloeibare toestand en verschilt van conventionele vloeistoffen met aanzienlijk hogere viscositeit en numerieke waarden van kinetische kenmerken.
Kristallijne solide toestand - Dit is een geaggregeerde toestand, die wordt gekenmerkt door de grote krachten van de interactie tussen deeltjes van een substantie (atomen, moleculen, ionen). Deeltjes vaste lichamen maken oscillaties in de buurt van de gemiddelde evenwichtsposities, genaamd de knooppunten van het kristalrooster; De structuur van deze stoffen wordt gekenmerkt door een hoge mate van ordelijkheid (afstandelijk en nabij-orde) - bestellen in de regeling (coördinatieorder), in oriëntatie (oriëntatievolgorde) van structurele deeltjes, of het bestellen van fysische eigenschappen (bijvoorbeeld in de richting van magnetische momenten of elektrische dipoolmomenten). Het gebied van het bestaan \u200b\u200bvan een normale vloeibare fase voor zuivere vloeistoffen, vloeibare en vloeibare kristallen is beperkt van respectievelijk lage temperaturen op fase-overgangen in vaste stof (kristallisatie), superfluïde en vloeibare anisotrope toestand.
De geaggregeerde toestand van de stof wordt zijn vermogen genoemd om zijn vorm en volume te behouden. Extra functie - manieren om de inhoud van hun enkele geaggregeerde toestand naar de andere te overgaan. Op basis hiervan zijn er drie geaggregeerde staten: vast, vloeistof en gas. De zichtbare eigenschappen van hen zijn als volgt:
Vast lichaam - behoudt zowel vorm als volume. Het kan zowel in vloeistof verplaatsen door te smelten en rechtstreeks in het gas door sublimatie.
- Vloeistof - behoudt volume, maar geen vorm, dat wil zeggen, het heeft een vloeibaarheid. Gemorste vloeistof probeert onbeperkt te groeien op het oppervlak waarop het wordt gegoten. In een vaste stof kan de vloeistof door kristallisatie bewegen en in gas - door verdamping.
- Gas - behoudt geen van beide vormen of volume. Gas uit een aantal extensie probeert voor onbepaalde tijd in alle richtingen uit te breiden. Om hem hiervan te voorkomen, kan alleen de kracht van de zwaartekracht, dankzij welke de atmosfeer van de aarde niet in de ruimte verdwijnt. In de vloeistof passeert het gas door condensatie en kan rechtstreeks in de vaste stof door de afzetting gaan.
Faseovergangen
De overgang van een stof van de ene totale staat naar het andere wordt een fase-overgang genoemd, aangezien de wetenschappelijke geaggregeerde toestand de fase van de substantie is. Water kan bijvoorbeeld bestaan \u200b\u200bin vaste fase (ijs), vloeibaar (gewone water) en gasvormige (waterdamp).
Op het voorbeeld van water is ook goed aangetoond. Geplaatst in de binnenplaats bij het drogen in een ijzige glamoureuze dag bevriest onmiddellijk, maar na enige tijd blijkt het droog te zijn: het ijs is gesublimeerd, rechtstreeks in waterdamp.
In de regel vereist de fase-overgang van een vaste stof in vloeistof en gas verwarming, maar de temperatuur van het medium neemt niet toe: thermische energie gaat naar interne verbindingen in de substantie. Dit is de zogenaamde verborgen hitte. Met omgekeerde fase-overgangen (condensatie, kristallisatie) is deze warmte gemarkeerd.
Dat is de reden waarom zo gevaarlijke brandwonden van stoom. Op de huid komen, is het gecondenseerd. Verborgen hitte van verdamping / condensatie van water is erg groot: water in dit opzicht is een abnormale stof; Dat is de reden waarom het leven op aarde mogelijk is. Bij het branden van een veerboot, is een verborgen hitte van condensatie van water "displays" de verbrande plaats erg diep en zijn de gevolgen van stoomverbranding veel moeilijker dan van de vlam op hetzelfde lichaamsgebied.
Pseudophaza
De vloeibaarheid van de vloeibare fase van de stof wordt bepaald door de viscositeit en de viscositeit is de aard van de interne verbindingen die het volgende gedeelte is toegewijd. De viscositeit van de vloeistof kan erg hoog zijn, en een dergelijke vloeistof kan onmerkbaar voor het oog stromen.
Klassiek voorbeeld - glas. Het is geen vaste stof, maar een zeer viskeuze vloeistof. Houd er rekening mee dat glasplaatjes in magazijnen nooit worden opgeslagen, lekt aan de muur. Na een paar dagen zullen ze onder hun eigen ernst gaan en zullen ze ongeschikt zijn voor gebruik.
Andere voorbeelden van pseudoïde lichamen - schoenvar en constructie bitumen. Als u het hoekige stuk bitumen op het dak vergeet, zal het in de zomer zich verspreiden in de pellet en vast te houden aan de basis. Pseudual-instanties om te onderscheiden van het heden door de aard van het smelten: het heden tijdens het behouden van hun vorm totdat de blik is verspreid (soldeer wanneer het solderen), of zweven, lanceert en streams (ijs). Een zeer viskeuze vloeistoffen verzachten geleidelijk als dezelfde var of bitumen.
Extreem viskeuze vloeistoffen, waarvan de vloeibaarheid vele jaren en decennia niet merkbaar is, zijn kunststoffen. Het hoge vermogen om de vorm te behouden, wordt geleverd door een enorm molecuulgewicht van polymeren, in vele duizenden en miljoenen waterstofatomen.
Structuur van fasestoffen
In de gasfase van het molecuul of atomen van de substantie is het erg ver van elkaar, vele malen meer dan de afstand tussen hen. Ze communiceren af \u200b\u200ben toe met elkaar en onregelmatig, alleen in botsingen. De interactie zelf elastisch: botste als massieve ballen en onmiddellijk verspreid.
In het vloeistofmolecuul / atomen "voelen elkaar als gevolg van zeer zwakke bindingen van chemische aard. Deze obligaties worden de hele tijd gescheurd en onmiddellijk opnieuw gerestaureerd, de fluïdummoleculen worden voortdurend verplaatst ten opzichte van elkaar, dus de vloeistof en stromen. Maar om het in gas te veranderen, moet je alle banden onmiddellijk breken en het heeft veel energie nodig, omdat de vloeistof en het volume bespaart.
Water in dit verband verschilt van andere stoffen door het feit dat de moleculen in de vloeistof geassocieerd zijn met zogenaamde waterstofbindingen, vrij duurzaam. Daarom, water en kan vloeistof zijn met de normale temperatuur. Veel stoffen met molecuulgewicht in tientallen en honderden keren meer dan die van water, in normale omstandigheden - gassen, als ten minste normaal huishoud gas.
In een vaste stof zijn al zijn moleculen stevig op hun plaatsen vanwege sterke chemische banden tussen hen, die een kristalrooster vormen. De juiste vormkristallen vereisen speciale voorwaarden voor hun groei en daarom zijn in de natuur zeldzaam. De meeste vaste lichamen zijn vastgeleverd door de krachten van mechanische en elektrische natuurconglomeraten van kleine en kleinste kristalliner - kristallieten.
Als de lezer werd gebracht om bijvoorbeeld een gebarsten semi-as van een auto of een gietijzeren graankorrel te zien, zijn de korrels van kristallieten op de laag daar met een eenvoudig oog zichtbaar. En op fragmenten van gebroken porselein of faience gerechten kunnen worden waargenomen onder het vergrootglas.
Plasma
Fysica wijst de vierde geaggregeerde toestand van de stof toe - plasma. In plasma worden elektronen afgescheurd uit atomaire kernen, en het is een mengsel van elektrisch geladen deeltjes. Plasma kan heel dicht zijn. Bijvoorbeeld, één kubieke plasma-centimeter van de ingewanden van de sterren - witte dwergen, weegt tientallen en honderden tonnen.
Het plasma is geïsoleerd in een afzonderlijke geaggregeerde toestand omdat het actief op communiceert met de elektromagnetische velden vanwege het feit dat zijn deeltjes in rekening worden gebracht. In de vrije ruimte van plasma tracht zich uit te breiden, afkoelen en verhuizen naar gas. Maar onder invloed van elektromagnetische velden, kan het de vorm en het volume als een vast lichaam buiten het vaartuig opslaan. Deze plasma-eigenschap wordt gebruikt in thermonucleaire energiereactoren - prototypen van de energie-installatie van de toekomst.
Aggregate staten van materie (Vanaf Latijnse Aggrego - Ik hecht, ik associeer) - dit zijn de staten van dezelfde stof, overgangen tussen de springachtige veranderingen in vrije energie, dichtheid en andere fysieke parameters van de stof.
Gas (Frans Gaz, die plaatsvond van Griekse chaos - chaos) - dit is de geaggregeerde toestand van de stofwaarin de krachten van de interactie van de deeltjes al het volume vullen dat aan hen wordt verstrekt, zijn verwaarloosbaar. In de gassen zijn de intermoleculaire afstanden groot en moleculen bewegen zich vrijwel vrij.
Gaza kan worden bekeken als aanzienlijk oververhitte of onvergelijkbare paren. Boven het oppervlak van elke vloeistof als gevolg van stoom. Met een toename van de druk van stoom tot een bepaalde limiet, genaamd een verzadigde stoomdruk, wordt de verdamping van de fluïdum beëindigd, omdat de vloeistof hetzelfde wordt. Het verminderen van het volume van het verzadigde paar veroorzaakt delen van stoom, en geen toename van de druk. Daarom kan de druk van de stoom niet hoger zijn. De verzadigingstoestand wordt gekenmerkt door een massa van verzadiging in een massa van een verzadigde stoom van 1 M, die afhankelijk is van de temperatuur. Een rijke paren kunnen onverzadigd raken als u het volume verhoogt of de temperatuur verhoogt. Als de parentemperatuur veel hoger is dan het punt dat overeenkomt met deze druk, wordt de stoom oververhitting genoemd.
Het plasma is gedeeltelijk of volledig geïoniseerd gas, waarbij de dichtheid van positieve en negatieve ladingen bijna hetzelfde is. De zon, sterren, de wolken van de interstellaire substantie bestaan \u200b\u200buit gassen - neutraal of geïoniseerd (plasma). In tegenstelling tot andere aggregatieve staten van het plasma, is het een gas van geladen deeltjes (ionen, elektronen), die elektrisch met elkaar op grote schaal communiceren, maar geen buur of verre bevelen hebben op de locatie van de deeltjes.
Vloeistof- Dit is een geaggregeerde toestand van substantie, tussenliggend tussen vaste en gasvormige. Vloeistoffen zijn inherent aan sommige kenmerken van de vaste stof (behoudt zijn volume, vormt een oppervlak, het heeft een zekere treksterkte) en gas (neemt de vorm van het vaartuig waarin het zich bevindt). De thermische beweging van moleculen (atomen) van de vloeistof is een combinatie van kleine oscillaties in de buurt van de evenwichtposities en frequente opheffing van de ene evenwichtsstand naar de andere. Tegelijkertijd komen trage bewegingen van moleculen en hun oscillaties in kleine hoeveelheden op, frequente gooit van moleculen schendden de verre orde op de locatie van de deeltjes en bepalen de vloeibaarheid van vloeistoffen, en kleine oscillaties in de buurt van de evenwichtsbestuurposities bepalen het bestaan \u200b\u200bin Diph -order vloeistoffen.Vloeistoffen en vaste stoffen, in tegenstelling tot gassen, kunnen worden beschouwd als zeer gecondenseerde media. Daarin bevinden moleculen (atomen) zich veel dichter bij elkaar en de kracht van de interactie van verschillende ordes van grootte groter dan in gassen. Daarom hebben vloeistoffen en vaste stoffen aanzienlijk beperkte uitbreidingsmogelijkheden, het is niet bekend om een \u200b\u200bwillekeurig volume te nemen en met constanten hun volume behouden, in welk bedrag ze niet worden geplaatst. Overgangen van een meer bestelde structuur van een geaggregeerde staat in minder besteld, kunnen continu optreden. In dit verband is het in plaats van het concept van een geaggregeerde toestand het raadzaam om een \u200b\u200bbreder concept te gebruiken - het concept van de fase.
Fase Een combinatie van alle delen van het systeem, die dezelfde chemische samenstelling hebben en in dezelfde staat bevinden. Dit wordt gerechtvaardigd door het gelijktijdige bestaan \u200b\u200bvan thermodynamisch evenwichtsfasen in een multiphase-systeem: vloeistoffen met zijn verzadigde veerboot; water en ijs op smeltpunt; twee mislukte vloeistoffen (een mengsel van water met triethylamine), gekenmerkt door concentraties; Het bestaan \u200b\u200bvan amorfe vaste stoffen die de structuur van de vloeistof (amorfe staat) behouden.
Amorfe solide staat Het is een soort van een supercourse vloeibare toestand en verschilt van conventionele vloeistoffen met aanzienlijk hogere viscositeit en numerieke waarden van kinetische kenmerken.
Kristallijne solide toestand - Dit is een geaggregeerde toestand, die wordt gekenmerkt door de grote krachten van de interactie tussen deeltjes van een substantie (atomen, moleculen, ionen). Deeltjes vaste lichamen maken oscillaties in de buurt van de gemiddelde evenwichtsposities, genaamd de knooppunten van het kristalrooster; De structuur van deze stoffen wordt gekenmerkt door een hoge mate van ordelijkheid (afstandelijk en nabij-orde) - bestellen in de regeling (coördinatieorder), in oriëntatie (oriëntatievolgorde) van structurele deeltjes, of het bestellen van fysische eigenschappen (bijvoorbeeld in de richting van magnetische momenten of elektrische dipoolmomenten). Het gebied van het bestaan \u200b\u200bvan een normale vloeibare fase voor zuivere vloeistoffen, vloeibare en vloeibare kristallen is beperkt van respectievelijk lage temperaturen op fase-overgangen in vaste stof (kristallisatie), superfluïde en vloeibare anisotrope toestand.
In de alledaagse praktijk is het noodzakelijk om niet afzonderlijk te handelen met individuele atomen, moleculen en ionen, maar met echte stoffen - een set van groot aantal deeltjes. Afhankelijk van de aard van hun interactie, worden vier soorten geaggregeerde toestand onderscheiden: vast, vloeistof, gasvormig en plasma. De substantie kan van de ene totale staat naar het andere worden als gevolg van de overeenkomstige fase-overgang.
De woning van een stof in een bepaalde geaggregeerde staat is het gevolg van de krachten die optreden tussen de deeltjes, de afstand tussen hen en de eigenaardigheden van hun beweging. Elke geaggregeerde staat wordt gekenmerkt door een reeks bepaalde eigenschappen.
Eigenschappen van stoffen, afhankelijk van de geaggregeerde toestand:
| staat | eigendom |
| gasvormig |
|
| vloeistof |
|
| moeilijk |
|
In overeenstemming met de mate van ordening in het systeem voor elke geaggregeerde toestand wordt zijn eigen verhouding tussen de kinetische en potentiële deeltjesergieën gekenmerkt. Bij vaste stoffen heerst het potentiaal over de kinetische, aangezien de deeltjes bepaalde posities bezetten en schommelen alleen om hen heen. Voor gassen wordt de omgekeerde relatie tussen potentiële en kinetische energieën waargenomen, als gevolg dat de gasmoleculen altijd chaotisch zijn, en de koppelingen zijn er bijna afwezig tussen hen, dus gas neemt het volledige volume. In het geval van vloeistoffen zijn de kinetische en potentiële deeltjesergie ongeveer hetzelfde, er is een niet-stijve verbinding tussen deeltjes, daarom zijn vloeistoffen inherent aan vloeibaarheid en constant met een bepaald volume.
Wanneer deeltjes van de substantie de juiste geometrische structuur vormen, is en de energie van de banden tussen hen groter is dan de energie van thermische fluctuaties, die de vernietiging van de gevestigde structuur voorkomt - het betekent dat de substantie zich in een vaste toestand bevindt. Maar beginnend bij een temperatuur, overtreft de energie van thermische oscillaties de energie van de obligaties tussen de deeltjes. In dit geval gaan de deeltjes, hoewel ze in contact blijven, ten opzichte van elkaar. Dientengevolge is de geometrische structuur verstoord en gaat de stof in een vloeibare toestand. Als thermische oscillaties zoveel toenemen die communicatie bijna verloren is tussen deeltjes, verwerft de stof een gasvormige toestand. In het "ideale" gas lopen de deeltjes vrij in alle richtingen.
Met toenemende temperatuur beweegt de stof van een bestelde toestand (vaste stof) in een ongeordende status (gasvormige) vloeibare toestand is tussenproduct door ordelijkheid van deeltjes.
De vierde geaggregeerde staat wordt plasmas genoemd, bestaande uit een mengsel van neutrale en geïoniseerde deeltjes en elektronen. Het plasma wordt gevormd onder ultrahoge temperaturen (10 5 -10 7 0 s) als gevolg van de aanzienlijke energie van de botsing van de deeltjes die de maximale beweging van beweging hebben. Een verplicht teken van plasma, evenals andere staten van materie, is zijn elektronendienst. Maar als gevolg van de aandoening van de beweging van deeltjes in plasma, kunnen individuele in rekening gebrachte microsonen optreden, dus het wordt de bron van elektromagnetische straling. In de plasma-staat is er een stof op, sterren, andere ruimteobjecten, evenals met thermonucleaire processen.
Elke geaggregeerde toestand wordt voornamelijk bepaald door de temperatuur- en drukintervallen, daarom, voor een visueel kwantitatief kenmerk, een fasendiagram van een stof wordt gebruikt, die de afhankelijkheid van de geaggregeerde toestand uit druk en temperatuur toont.
Het diagram van de staat van de stof met de kromme overgangskrommen: 1 - smeltende kristallisatie, 2 - Condensatie Koken, 3 - Sublimatie-Desublimation
Het statusdiagram bestaat uit drie hoofdgebieden die overeenkomen met kristallijne, vloeibare en gasvormige staten. Aparte gebieden worden gescheiden door bochten die faseovergangen reflecteren:
- solide toestand in vloeistof en, integendeel, vloeistof in vaste stof (smeltende kristallisatiecurve - gestippelde groene grafiek)
- vloeistof in gasvormige en omgekeerde gastransformatie in vloeistof (kokend curve-condensatie - blauwe grafiek)
- een solide toestand in gasvormig en gasvormig voor solide (sublimatie curve-Desublimation is een rood schema).
De coördinaten van de kruising van deze curven worden een drievoudig punt genoemd, waarin onder de omstandigheden van een bepaalde druk P \u003d pc en een bepaalde temperatuur T \u003d T in de substantie onmiddellijk in drie geaggregeerde staten kunnen bestaan, en de vloeistof- en vaste toestand hebben dezelfde stoomdruk. De coördinaten van P en T B zijn de enige waarden van druk en temperaturen waarin alle drie de fasen gelijktijdig kunnen bestaan.
Het punt naar het diagram van de fasestaat komt overeen met de temperatuur TK - de zogenaamde kritische temperatuur, waarbij de kinetische deeltjesergie de energie van hun interactie overschrijdt en daarom wordt het gezicht van de scheiding tussen de vloeistof- en gasfasen gewist en de substantie bestaat in een gasvormige toestand voor elke druk.
Uit de analyse van het fasediagram volgt dat bij hoge druk, groter dan in het drievoudige punt (PB), de verwarming van de vaste uiteinden met smelten, bijvoorbeeld wanneer P 1 smelten op het punt optreedt d.. Verdere toename van de temperatuur van T D tot TE leidt tot een kook van een stof bij een gegeven druk P 1. Bij druk P2, minder dan de druk in het drievoudige punt P B leidt de verwarming van de stof tot de overgang rechtstreeks vanuit de kristallijne naar de gasvormige toestand (punt v.), dat wil zeggen, op sublimatie. Voor de meeste stoffen is de druk in het drievoudige punt lager dan de verzadigde paardruk (P in
P rationa. In het verwarmen van kristallen zulke stoffen smelten ze niet, en verdampen, dat wil zeggen, sublimatie wordt blootgelegd. Bijvoorbeeld, yoda-kristallen of "droogijs" (vaste CO 2) gedragen zich zo.
Analyse van de status van de stoffen Gas-
Onder normale omstandigheden kan (273 K, 101325 PA) in een gasvormige toestand worden geplaatst als eenvoudige stoffen waarvan de moleculen bestaan \u200b\u200buit één (niet-NE, AR) of uit verschillende ongecompliceerde atomen (H2, N2, O2) en complexe stoffen met een kleine molaire massa (CH4, HC1, C2H6).
Aangezien de kinetische energie van gasdeeltjes hun potentiële energie overschrijdt, zijn de moleculen in de gasvormige toestand continu onbeleefd. Vanwege de lange afstanden tussen de deeltjes van de interfoleculaire interactiekracht in de gassen, zo onbeduidend dat ze niet genoeg zijn om deeltjes naar elkaar te trekken en ze samen te houden. Het is om deze reden dat de gassen hun eigen vorm niet hebben en worden gekenmerkt door een lage dichtheid en een hoog vermogen om te drukken en te expansie. Daarom drukt gas constant op de muren van het vat waarin het in alle richtingen gelijk is.
Om de relatie tussen de belangrijkste parameters van het gas (druk P, temperatuur T, de hoeveelheid substantie n, gebruikt de molaire massa M, de massa M) het eenvoudigste model van de gasvormige toestand van de stof - perfect gas.die gebaseerd is op de volgende aannames:
- interactie tussen gasdeeltjes kan worden verwaarloosd;
- deeltjes zelf zijn materiële stippen die niet hun eigen grootte hebben.
De meest voorkomende vergelijking die het model van perfect gas beschrijft, wordt als te zijn MENDELEEV-KLAPAIRONE Voor één biddend substantie:
Het gedrag van echt gas verschilt echter in de regel van de perfecte. Dit is in de eerste plaats, in het feit dat er nog steeds kleine krachten zijn van wederzijdse aantrekkingskracht tussen moleculen van echt gas, die voor een bepaald mate comprimeert gas. Gezien dit, neemt de totale gasdruk toe met omvang eEN./ V 2.die rekening houdt met de extra interne druk als gevolg van wederzijdse aantrekking van moleculen. Dientengevolge wordt de totale gasdruk uitgedrukt door de som P + maar/ V 2.. Ten tweede hebben de echte gasmoleculen zelfs een kleine maar vrij bepaalde hoeveelheid b. Daarom is het werkelijke bedrag van alle gas in de ruimte V - b. . Bij het vervangen van de overwogen waarden in de Mendeleev-KLAPAIRON-vergelijking, verkrijgen we de vergelijking van de staat van het echte gas, die wordt genoemd van der Waals vergelijking:
waar maar en b. - empirische coëfficiënten die in de praktijk zijn gedefinieerd voor elk echt gas. Er is vastgesteld dat de coëfficiënt eEN. Het heeft een grote hoeveelheid voor gassen die gemakkelijk vloeibaar zijn (bijvoorbeeld CO 2, NH3) en de coëfficiënt b. - integendeel, hoe groter hoe groter hoe groter de omvang van de gasmoleculen (bijvoorbeeld gasvormige koolwaterstoffen).
De van der Waals-vergelijking beschrijft veel nauwkeuriger het gedrag van echt gas dan de Mendeleev-KLAPAIRON-vergelijkingen, die niettemin is, dankzij een visuele fysieke betekenis wordt veel gebruikt in praktische berekeningen. Hoewel de perfecte staat van gas een limiet, denkbeeldig geval is, is de eenvoud van de wetten die erop reageren, de mogelijkheid van hun gebruik is om de eigenschappen van veel gassen te beschrijven onder omstandigheden van lage drukken en hoge temperaturen maakt het model van perfect gas erg comfortabel.
Vloeibare toestand van materie
De vloeibare toestand van een bepaalde stof is thermodynamisch bestand in een bepaald temperatuurbereik en drukkarakteristiek van aard (samenstelling) van deze substantie. De bovenste temperatuurlimiet van de vloeibare toestand is het kookpunt waarboven de stof onder duurzame druk in een gasvormige toestand is. De ondergrens van de stabiele toestand van het fluïdumbestand is de kristallisatietemperatuur (stolling). De kook- en kristallisatietemperaturen die worden gemeten bij een druk van 101,3 KPA worden normaal genoemd.
Voor conventionele vloeistoffen inherente isotropie - de uniformiteit van fysieke eigenschappen in alle richtingen in de substantie. Soms worden andere termen gebruikt voor isotropie: invariant, symmetrie ten opzichte van de richting van de richting.
Bij de vorming van standpunten over de aard van de vloeibare toestand is een idee van een kritieke toestand belangrijk, die werd geopend door MENDELEEV (1860):
De kritieke toestand is een evenwichtstoestand waarbij de scheidingslimiet tussen de vloeistof en de veerboot verdwijnt, omdat de vloeistof en de verzadigde stoom dezelfde fysieke eigenschappen verwerven.
In de kritische toestand wordt de waarde van beide dekens en specifieke volumes van fluïdum en zijn verzadigde stoom hetzelfde.
De vloeibare toestand van de stof is tussenproduct tussen gasvormig en vaste stof. Sommige eigenschappen brengen de vloeibare toestand tot vaste stof. Als de vaste stoffen kenmerkend zijn voor het stijve orde van deeltjes, dat zich uitstrekt tot een afstand tot honderdduizenden interatomische of intermoleculaire radii, dan wordt het in vloeibare toestand gewoonlijk waargenomen, in de regel niet meer dan een paar dozijn bestelde deeltjes. Het wordt verklaard door het feit dat het bestellen tussen deeltjes op verschillende plaatsen van de vloeistof substantie snel rijst, en ook snel "vervaagt" thermische fluctuaties in deeltjes. Tegelijkertijd verschilt de totale dichtheid van de "verpakking" van deeltjes weinig van de vaste stof, dus de dichtheid van vloeistoffen is niet erg verschillend van de dichtheid van de meeste vaste stoffen. Bovendien is het vermogen van vloeistoffen tot compressie bijna net zo klein als in vaste lichamen (ongeveer 20.000 keer minder dan gassen).
Structurele analyse bevestigde dat er in vloeistoffen een zogenaamde is middelste ordeDat betekent dat het aantal dichtstbijzijnde "buren" van elk molecuul en hun onderlinge locatie ongeveer hetzelfde volume is.
De relatief kleine hoeveelheid verschillende deeltjescomposities die door intermoleculaire interactie zijn verbonden, wordt genoemd tROS . Als alle deeltjes in de vloeistof hetzelfde zijn, wordt een dergelijke cluster genoemd associator . Het is in clusters en geassocieerde deelnemingen is er een nabije volgorde.
De mate van ordelijkheid in verschillende vloeistoffen is afhankelijk van de temperatuur. Bij lage temperaturen is het enigszins van het smeltpunt, de mate van bestellen van de deeltjesplaatsing erg groot. Met een toename van de temperatuur, neemt het af en als de eigenschappen van het fluïdum worden verwarmd, steeds meer naderen van de eigenschappen van gassen, en door de kritische temperatuur te bereiken, verdwijnt het verschil tussen vloeibare en gasvormige toestand.
De nabijheid van de vloeibare toestand tot vaste stof wordt bevestigd door de waarden van standaard enthalpie-verdamping van DN 0-verdamping en smeltend DN 0 smelten. Herinner eraan dat de hoeveelheid DN 0-verdamping de hoeveelheid warmte toont die nodig is voor het omzetten van 1 bidvloeistof in stoom bij 101,3 kPa; Dezelfde hoeveelheid warmte wordt geconsumeerd op condensatie 1 biddende stoom in een vloeistof onder dezelfde omstandigheden (d.w.z. DN 0 verdamping \u003d DN 0 Condensatie). De hoeveelheid warmte die wordt besteed aan de omzetting van 1 mol van een vaste stof in een vloeistof bij 101,3 KPA wordt genoemd standaard enthalpy smelten; Dezelfde hoeveelheid warmte wordt vrijgegeven tijdens kristallisatie van 1 bidvloeistof onder normale druk (DN 0 smelten \u003d DN 0-kristallisatie). Het is bekend dat DN 0 verdamping<< DН 0 плавления, поскольку переход из твердого состояния в жидкое сопровождается меньшим нарушением межмолекулярного притяжения, чем переход из жидкого в газообразное состояние.
Andere belangrijke eigenschappen van vloeistoffen lijken echter meer op de eigenschappen van gassen. Dus, zoals gassen, kunnen vloeistoffen stromen - deze eigenschap wordt genoemd vloeibaarheid . Ze kunnen de stroom weerstaan, dat wil zeggen, ze zijn inherent viscositeit . Deze eigenschappen beïnvloeden de kracht van aantrekking tussen moleculen, het molecuulgewicht van de vloeibare stof en andere factoren. De viscositeit van de vloeistoffen is ongeveer 100 keer meer dan gassen. Net als gassen, zijn vloeistoffen in staat om te verspreiden, maar veel langzamer, omdat de deeltjes van de vloeistof dichter zijn dan gasdeeltjes.
Een van de meest interessante eigenschappen van een vloeibare toestand, die niet kenmerk is voor geen gassen of voor vaste stoffen, is oppervlaktespanning .
Vloeistofoppervlakspanningschema Op het molecuul, dat in het volume van fluïdum bevindt, zijn intermoleculaire krachten evenzeer aan alle kanten werken. Op het oppervlak van het fluïdum is echter de balans van deze krachten verbroken, waardoor de oppervlaktemoleculen onder de werking van een resulterende kracht zijn, die in de vloeistof is gericht. Om deze reden is het oppervlak van de vloeistof in de staat van spanning. De oppervlaktespanning is de minimale kracht die de deeltjes van het fluïdum binnenin vasthoudt en daardoor de vermindering van het oppervlak van de vloeistof voorkomt.
Structuur en eigenschappen van vaste stoffen
De meeste bekende stoffen van zowel natuurlijke als kunstmatige oorsprong onder normale omstandigheden zijn in vaste toestand. Van alle verbindingen die voor vandaag bekend zijn, heeft ongeveer 95% betrekking op vaste stoffen die belangrijk zijn opgedaan, aangezien het de basis is van niet alleen structurele, maar ook van functionele materialen.
- Bouwmaterialen zijn vaste stoffen of composities die worden gebruikt voor de vervaardiging van arbeiders van arbeid, huishoudelijke goederen en verschillende andere ontwerpen.
- Functionele materialen zijn vaste stoffen, waarvan het gebruik te wijten is aan de aanwezigheid van bepaalde nuttige eigenschappen in hen.
Bijvoorbeeld, staal, aluminium, beton, keramiek behoren tot structurele materialen en halfgeleiders, fosfors - om te functioneren.
In de harde staat van de afstand tussen de deeltjes van de stof is klein en hebben ze dezelfde volgorde als de deeltjes zelf. De energie van de interactie tussen hen is groot genoeg, die het vrije verkeer van deeltjes voorkomt - ze kunnen alleen fluctueren met betrekking tot bepaalde evenwichtposities, bijvoorbeeld rond de knooppunten van het kristalrooster. Het onvermogen van deeltjes tot vrij verkeer leidt tot een van de meest karakteristieke kenmerken van vaste stoffen - de aanwezigheid van zijn eigen vorm en volume. Het vermogen om de vaste stoffen te comprimeren is zeer onbeduidend en de dichtheid is hoog en weinig hangt af van de temperatuurverandering. Alle processen die voorkomen in vaste stof komen langzaam voor. De wetten van stoichiometrie voor vaste stoffen hebben een andere en in de regel een bredere verstand dan voor gasvormige en vloeibare stoffen.
Een gedetailleerde beschrijving van vaste stoffen is te spanning voor dit materiaal en wordt daarom in individuele artikelen beschouwd: en.
Om te begrijpen wat de geaggregeerde toestand van de substantie, onthoud of u zich in de zomer in de buurt van de rivier met ijs in uw handen voorstelt. Prachtige foto, toch?
Dus, in deze idylle, naast het verkrijgen van plezier, kun je fysieke observatie nog steeds implementeren. Let op het water. In de rivier is het vloeistof, in de samenstelling van ijs in de vorm van ijs - vaste stof, en in de lucht in de vorm van wolken - gasvormig. Dat wil zeggen, het is tegelijkertijd in drie verschillende staten. In de natuurkunde wordt dit de geaggregeerde toestand van de stof genoemd. Er zijn drie geaggregeerde staten - vaste, vloeibare en gasvormige.
Veranderingen in aggregatieve stoffen
Veranderen van de totale staten van materie kunnen we intern in de natuur observeren. Water uit het oppervlak van de reservoirs verdampt en de wolken worden gevormd. Dus vloeistof gaat in gas. In de winter bevriest water in de reservoirs, en draait zich in een solide toestand en smelt in de lente opnieuw en keert terug naar de vloeistof. Wat gebeurt er met de moleculen van de substantie bij het verplaatsen van het van de ene staat naar het andere? Veranderen ze? Differen bijvoorbeeld ijsmoleculen van stoommoleculen? Het antwoord is ondubbelzinnig: nee. Moleculen blijven absoluut hetzelfde. Hun kinetische energie varieert, en dienovereenkomstig de eigenschappen van de substantie. De energie van de stoommoleculen is vrij groot om in verschillende richtingen te vliegen, en wanneer de stoom wordt afgekoeld, wordt het gecondenseerd in de vloeistof, en de energie van de moleculen is nog steeds genoeg voor bijna vrij verkeer, maar het is niet genoeg om te breken weg van aantrekking van andere moleculen en flutter. Met verdere afkoeling bevriest het water, en wordt een vast lichaam en is de energie van moleculen niet genoeg, zelfs voor vrije verplaatsing in het lichaam. Ze fluctueren ongeveer een plaats in het bezit van de aantrekkingskracht van andere moleculen.
De aard van de beweging en de staat van moleculen in verschillende geaggregeerde staten van de stof kan worden weerspiegeld in de volgende tabel:
|
De geaggregeerde toestand van de stof |
Eigenschappen van materie |
Afstand tussen deeltjes |
De interactie van deeltjes |
Karakter natuur |
Bestelling van de locatie |
|
Behoudt de vorm en het volume niet |
Veel meer maten deeltjes zelf |
Chaotisch (wanordelijk) continu. Vliegvlieg, soms geconfronteerd. |
Multieus |
||
| Vloeistof |
Behoudt het formulier niet, slaat het volume op |
Vergelijkbaar met de afmetingen van de deeltjes zelf |
Aarzel in de buurt van de positie van het evenwicht, en springt voortdurend van de ene plaats naar de andere. |
Multieus |
|
|
Solide |
Slaat het formulier en het volume op |
Beetje in vergelijking met de deeltjesgroottes |
Heel sterk |
Continu fluctueren in de buurt van de evenwichtspositie |
In een bepaalde volgorde |
Processen waarin er is een verandering in geaggregeerde stoffen van stoffen, slechts zes.
De overgang van een stof uit een vaste toestand in vloeistof wordt genoemd smeltend, reverse proces - kristallisatie. Wanneer de stof van de vloeistof naar het gas gaat, wordt het genoemd verdamping, gas naar vloeistof - condensatie. De overgang van een solide toestand onmiddellijk naar het gas, het omzeilen van de vloeistof, riep sublimatie, reverse proces - desublimation.
- 1. smelten
- 2. Kristallisatie
- 3. Diversenheid
- 4. Condensatie
- 5. Sublimatie
- 6. Desublimation
Voorbeelden van al deze overgangen We zijn waargenomen in het leven met jou. IJs smelt, waardoor water, water verdampt, stoom vormen. Aan de andere kant van het paar, condenserend, passeert het water in het water en wordt het water, bevriezing, ijs. En als je denkt dat je de processen van sublimatie en Desublimations niet kent, haast je dan niet met de conclusies. De geur van een solide lichaam is niets meer dan een sublimatie. Een deel van de moleculen ontsnapt uit het lichaam en vormt het gas dat we kunnen soja. En een voorbeeld van het omgekeerde proces is patronen op de ramen in de winter, wanneer stoom in de lucht, bevriezing, nestelt op het glas en vormt bizarre patronen.
