Állapot	Tulajdonságok
gáznemű	1. Az edény térfogatának és alakjának felvételének képessége. 2. Összenyomhatóság. 3. Gyors diffúzió (molekulák kaotikus mozgása). 4. E kinetika. > E pot.
	1. Az a képesség, hogy az edény azon részének formáját öltse, amelyet az anyag elfoglal. 2. Képtelenség tágítani, amíg az edény meg nem telik. 3. Enyhe összenyomhatóság. 4. Lassú diffúzió. 5. Folyékonyság. 6. E kinetika. = E pot.
	1. A megfelelő forma és térfogat fenntartásának képessége. 2. Enyhe összenyomhatóság (nyomás alatt). 3. Nagyon lassú diffúzió a részecskék oszcilláló mozgása miatt. 4. Folyékonyság hiánya. 5. E kinetika.< Е потенц.

Egy anyag aggregált állapotát a molekulák között ható erők, a részecskék távolsága és mozgásuk jellege határozzák meg.

BAN BEN szilárd a részecskék egy bizonyos pozíciót foglalnak el egymáshoz képest. Alacsony összenyomhatósága, mechanikai szilárdsága, mivel a molekuláknak nincs mozgásszabadsága, csak rezgésük van. A szilárd anyagot alkotó molekulákat, atomokat vagy ionokat nevezzük szerkezeti egységek. A szilárd anyagokat felosztjuk amorf és kristályos(27. táblázat ).

33. táblázat

Amorf és kristályos anyagok összehasonlító jellemzői

Anyag	Jellegzetes
amorf	1. A részecskék elrendezésének rövid távú sorrendje. 2. Izotrópia fizikai tulajdonságok. 3. Nincs meghatározott olvadáspont. 4. Termodinamikai instabilitás (nagy belső energiaellátás). 5. Folyékonyság. Példák: borostyán, üveg, szerves polimerek stb.
kristályos	1. A részecskék elrendezésének nagy hatótávolságú sorrendje. 2. Fizikai tulajdonságok anizotrópiája. 3. Fajlagos olvadáspont. 4. Termodinamikai stabilitás (kis belső energia). 5. Vannak szimmetriaelemek. Példák: fémek, ötvözetek, kemény sók, szén (gyémánt, grafit) stb.

A kristályos anyagok szigorúan meghatározott hőmérsékleten (T pl) megolvadnak, az amorf anyagoknak nincs kifejezett olvadáspontjuk; hevítéskor meglágyulnak (lágyulási intervallum jellemzi), és folyékony vagy viszkózus állapotba kerülnek. Belső szerkezet amorf anyagok molekulák véletlenszerű elrendezése jellemzi . Az anyag kristályos állapota magában foglalja a kristályt alkotó részecskék helyes térbeli elrendezését és a képződést kristályos (térbeli)rácsok. A kristályos testek fő jellemzője az anizotrópia - a tulajdonságok (hő- és elektromos vezetőképesség, mechanikai szilárdság, oldódási sebesség stb.) különböző irányú egyenetlenségei, míg az amorf testek izotróp .

Szilárdkristályok- háromdimenziós képződmények, amelyeket ugyanazon szerkezeti elem (elemi cella) minden irányban szigorú megismételhetősége jellemez. elemi sejt- a kristály legkisebb térfogatát jelöli paralelepipedon formájában, a kristályban végtelen számú alkalommal ismétlődik.

A kristályrács alapvető paraméterei:

A kristályrács energiája (E cr. , kJ/mol) – ez az az energia, amely a gáz halmazállapotú mikrorészecskékből (atomok, molekulák, ionok) 1 mól kristály képződése során szabadul fel, és kölcsönhatásukat kizáró távolság választja el egymástól.

kristályrács állandó ( d , [ A 0 ]) – a legkisebb távolság két részecske középpontja között egy kémiai kötéssel összekapcsolt kristályban.

Koordinációs szám (c.h.) - a központi részecskét a térben körülvevő részecskék száma, amelyek kémiai kötéssel kapcsolódnak hozzá.

Azokat a pontokat, ahol a kristályrészecskék találhatók, ún rácscsomópontok

A kristályformák sokfélesége ellenére osztályozhatók. Bevezették a kristályformák rendszerezését A.V. Gadolin(1867), szimmetriájukon alapul. A kristályok geometriai alakjának megfelelően a következő rendszerek (szingoniák) lehetségesek: köbös, tetragonális, ortorombos, monoklin, triklinikus, hatszögletű és romboéder (18. ábra).

Ugyanazon anyagnak különböző kristályformái lehetnek, amelyek belső szerkezetükben, és így fizikai-kémiai tulajdonságaikban is különböznek. Az ilyen jelenséget ún polimorfizmus . izomorfizmus – két különböző természetű anyag azonos szerkezetű kristályokat képez. Az ilyen anyagok helyettesíthetik egymást a kristályrácsban, kevert kristályokat képezve.

Rizs. 18. Kristályok alaprendszerei.

A kristályrács csomópontjain található részecskék típusától és a köztük lévő kötések típusától függően a kristályok négy típusba sorolhatók: ionos, atomi, molekuláris és fémes(rizs . 19).

Rizs. 19. A kristályok fajtái

A kristályrácsok jellemzőit a táblázat tartalmazza. 34.

Az összesítés állapota- ez az anyag állapota egy bizonyos hőmérséklet- és nyomástartományban, amelyet a következő tulajdonságok jellemeznek: képesség ( szilárd) vagy képtelenség (folyadék, gáz) megtartani a térfogatot és az alakot; a hosszú távú (szilárd) vagy rövid távú (folyékony) rend és egyéb tulajdonságok megléte vagy hiánya.

Egy anyag három halmazállapotú lehet: szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú, jelenleg egy további plazma (ionos) állapot van elkülönítve.

BAN BEN gáznemű Egy anyag atomjai és molekulái közötti távolság nagy, a kölcsönhatási erők kicsik, a térben véletlenszerűen mozgó részecskék a potenciális energiát meghaladó mozgási energiával rendelkeznek. A gáz halmazállapotú anyagnak nincs sem alakja, sem térfogata. A gáz minden rendelkezésre álló helyet kitölt. Ez az állapot jellemző az alacsony sűrűségű anyagokra.

BAN BEN folyékonyállapot, csak az atomok vagy molekulák rövid hatótávolságú sorrendje őrződik meg, amikor egy anyag térfogatában periodikusan külön szakaszok jelennek meg rendezett atomelrendezéssel, azonban ezeknek a szakaszoknak a kölcsönös orientációja sem hiányzik. A rövid hatótávolságú rend instabil, és vagy eltűnhet, vagy újra megjelenhet az atomok hőrezgésének hatására. A folyadék molekuláinak nincs meghatározott helyzetük, ugyanakkor nincs teljes mozgásszabadságuk. A folyékony halmazállapotú anyagnak nincs saját formája, csak térfogatát tartja meg. A folyadék az edény térfogatának csak egy részét foglalhatja el, de szabadon áramolhat az edény teljes felületén. A folyékony halmazállapotot általában a szilárd és a gáz közti köztesnek tekintik.

BAN BEN szilárd anyag, az atomok elrendezése szigorúan meghatározott, szabályosan rendezett lesz, a részecskék kölcsönhatási erői kiegyenlítődnek, így a testek megtartják alakjukat és térfogatukat. Az atomok szabályos elrendeződése a térben jellemző kristályos állapot, az atomok kristályrácsot alkotnak.

A szilárd anyagok amorf vagy kristályos szerkezetűek. Mert amorf A testekre csak az atomok vagy molekulák rövid hatótávolságú elrendezése, az atomok, molekulák vagy ionok térbeli kaotikus elrendezése jellemző. Az amorf testek példái az üveg, a szurok és a szurok, amelyek szilárd halmazállapotúnak tűnnek, bár a valóságban lassan, folyadékként áramlanak. Az amorf testek a kristályos testekkel ellentétben nem rendelkeznek meghatározott olvadásponttal. Az amorf testek közbenső helyet foglalnak el a kristályos szilárd anyagok és a folyadékok között.

A legtöbb szilárd anyag rendelkezik kristályos olyan szerkezet, amelyet az atomok vagy molekulák rendezett elrendezése jellemez a térben. A kristályszerkezetet nagy hatótávolságú rendezettség jellemzi, amikor a szerkezet elemei periodikusan ismétlődnek; a rövidtávú sorrendben nincs ilyen szabályos ismétlés. A kristályos test jellemző tulajdonsága, hogy képes megőrizni alakját. Az ideális kristály jele, amelynek modellje egy térháló, a szimmetria tulajdonsága. A szimmetria alatt a szilárd test kristályrácsának azon elméleti képességét értjük, hogy egyesüljön önmagával, amikor pontjait egy bizonyos síkról tükrözzük, amelyet szimmetriasíknak nevezünk. A külső forma szimmetriája a kristály belső szerkezetének szimmetriáját tükrözi. Például minden fém kristályos szerkezetű, amelyet kétféle szimmetria jellemez: köbös és hatszögletű.

A rendezetlen atomeloszlású amorf szerkezetekben az anyag tulajdonságai különböző irányban azonosak, vagyis az üveges (amorf) anyagok izotrópok.

Minden kristályt anizotrópia jellemez. A kristályokban az atomok közötti távolságok rendezettek, de a rendezettség mértéke irányonként eltérő lehet, ami a kristályanyag különböző irányú tulajdonságainak eltéréséhez vezet. Egy kristályanyag tulajdonságainak a rácsában lévő iránytól való függését nevezzük anizotrópia tulajdonságait. Az anizotrópia mind a fizikai, mind a mechanikai és egyéb jellemzők mérésénél nyilvánul meg. Vannak olyan tulajdonságok (sűrűség, hőkapacitás), amelyek nem függnek a kristályban lévő iránytól. A jellemzők többsége az irányválasztástól függ.

Lehetőség van olyan tárgyak tulajdonságainak mérésére, amelyek bizonyos anyagtérfogattal rendelkeznek: méretek - néhány millimétertől több tíz centiméterig. Ezeket a kristálycellával azonos szerkezetű tárgyakat egykristályoknak nevezzük.

A tulajdonságok anizotrópiája egykristályokban nyilvánul meg, és gyakorlatilag hiányzik egy sok kis véletlenszerűen orientált kristályból álló polikristályos anyagban. Ezért a polikristályos anyagokat kváziizotrópnak nevezik.

Azon polimerek kristályosodása, amelyek molekulái rendezetten elrendezhetők szupramolekuláris struktúrák kialakításával kötegek, tekercsek (gömbök), rostok stb. formájában, bizonyos hőmérsékleti tartományban megy végbe. A molekulák és aggregátumaik összetett szerkezete meghatározza a polimerek specifikus viselkedését melegítéskor. Alacsony viszkozitású folyékony halmazállapotba nem kerülhetnek, gáz halmazállapotuk nincs. Szilárd formában a polimerek üveges, nagyon rugalmas és viszkózus állapotúak lehetnek. A lineáris vagy elágazó molekulákkal rendelkező polimerek a hőmérséklet változásával egyik állapotból a másikba változhatnak, ami a polimer deformálódásának folyamatában nyilvánul meg. ábrán A 9. ábra az alakváltozás hőmérséklettől való függését mutatja.

Rizs. 9 Amorf polimer termomechanikus görbéje: t c , t T, t p - üvegesedési hőmérséklet, folyékonyság és a kémiai bomlás kezdete; I - III - üveges, nagyon rugalmas és viszkózus állapotú zónák; Δ l- deformáció.

A molekulák elrendeződésének térszerkezete csak a polimer üveges állapotát határozza meg. Alacsony hőmérsékleten minden polimer rugalmasan deformálódik (9. ábra, zóna I). Üvegesedési hőmérséklet felett t c egy lineáris szerkezetű amorf polimer nagyon rugalmas állapotba kerül ( zóna II), deformációja üveges és erősen rugalmas állapotban visszafordítható. Fűtés a dermedéspont felett t t viszkózus állapotba alakítja a polimert ( zóna III). A polimer deformációja viszkózus állapotban visszafordíthatatlan. A térbeli (hálózatos, térhálós) szerkezetű amorf polimernek nincs viszkózus állapota, a rendkívül rugalmas állapot hőmérsékleti tartománya a polimer bomlási hőmérsékletére tágul. t R. Ez a viselkedés jellemző a gumi típusú anyagokra.

Egy anyag hőmérséklete bármilyen aggregált állapotban jellemzi részecskéinek (atomjainak és molekuláinak) átlagos kinetikus energiáját. Ezeknek a testekben lévő részecskéknek főként a rezgőmozgások kinetikus energiája van az egyensúlyi középponthoz képest, ahol az energia minimális. Egy bizonyos kritikus hőmérséklet elérésekor a szilárd anyag veszít szilárdságából (stabilitásából), megolvad, a folyadék pedig gőzzé alakul: felforr és elpárolog. Ezek a kritikus hőmérsékletek az olvadáspont és a forráspont.

Amikor egy kristályos anyagot egy bizonyos hőmérsékleten hevítenek, a molekulák olyan erőteljesen mozognak, hogy a polimerben lévő merev kötések megszakadnak, és a kristályok megsemmisülnek - folyékony állapotba kerülnek. Azt a hőmérsékletet, amelyen a kristályok és a folyadék egyensúlyban vannak, a kristály olvadáspontjának vagy a folyadék megszilárdulási pontjának nevezzük. A jód esetében ez a hőmérséklet 114 o C.

Minden kémiai elem saját olvadáspontja van t pl elkülönítve a szilárd és a folyadék létezését, valamint a forráspontot t kip, amely megfelel a folyadék gázzá való átalakulásának. Ezen a hőmérsékleten az anyagok benne vannak termodinamikai egyensúly. Az aggregáció állapotának változását a szabadenergia, az entrópia, a sűrűség és egyebek ugrásszerű változása kísérheti. fizikai mennyiségek.

A különböző állapotok leírásához a fizika tágabb fogalmat használ termodinamikai fázis. Az egyik fázisból a másikba való átmenetet leíró jelenségeket kritikusnak nevezzük.

Hevítéskor az anyagok fázisátalakulásokon mennek keresztül. Megolvadva (1083 o C) a réz folyadékká alakul, amelyben az atomok csak kis hatótávolságúak. 1 atm nyomáson a réz 2310 °C-on forr, és véletlenszerűen elrendezett rézatomokkal gázhalmazállapotú rézré alakul. Az olvadásponton a kristály és a folyadék telített gőzének nyomása egyenlő.

Az anyag egésze egy rendszer.

Rendszer- anyagok egy csoportja kombinálva fizikai, kémiai vagy mechanikai kölcsönhatások. fázis a rendszer homogén, más részektől elkülönült részének nevezzük fizikai határfelületek (öntöttvasban: grafit + vasszemcsék; jeges vízben: jég + víz).Alkatrészek rendszerek különböző fázisok, amelyek kialakulnak ezt a rendszert. Rendszer összetevők- ezek olyan anyagok, amelyek ennek a rendszernek az összes fázisát (komponensét) alkotják.

A két vagy több fázisból álló anyagok szétszórva rendszerek . A diszperz rendszereket szolokra, amelyek viselkedése a folyadékok viselkedésére hasonlít, és a szilárd anyagokra jellemző tulajdonságokkal rendelkező gélekre osztják. A szolokban a diszperziós közeg, amelyben az anyag eloszlik, folyékony, a gélekben a szilárd fázis dominál. A gélek félig kristályos fémek, betonok, zselatin vízben készült oldata alacsony hőmérsékleten (magas hőmérsékleten a zselatin szollá alakul). A hidroszol diszperzió vízben, az aeroszol diszperzió levegőben.

Állapot diagramok.

A termodinamikai rendszerben minden fázist olyan paraméterek jellemeznek, mint a hőmérséklet T, koncentráció tól tőlés nyomás R. A fázisátalakítások leírására egyetlen energiajellemzőt használnak - a Gibbs-szabad energiát ΔG(termodinamikai potenciál).

A termodinamika az átalakulások leírásában az egyensúlyi állapot figyelembevételére korlátozódik. egyensúlyi állapot termodinamikai rendszerre a változatlanság jellemző termodinamikai paraméterek(hőmérsékletek és koncentrációk, mint a technológiai kezeléseknél R= const) időben és az energia- és anyagáramlások hiánya benne - a külső feltételek állandóságával. Fázisegyensúly- termodinamikai rendszer egyensúlyi állapota, amely két ill több fázisok.

Mert matematikai leírás léteznek rendszeregyensúlyi feltételek fázisszabály Gibbs adta. Egy egyensúlyi rendszer fázisainak számát (F) és komponenseit (K) a rendszer varianciájával, azaz a termodinamikai szabadságfokok számával (C) köti össze.

Egy rendszer termodinamikai szabadságfokainak (varianciájának) száma a független változók száma, mint belső ( kémiai összetétel fázisok), és külső (hőmérséklet), amelyek különféle tetszőleges (egy bizonyos intervallumban) értékeket adhatnak meg, hogy ne jelenjenek meg új fázisok, és ne tűnjenek el a régi fázisok.

Gibbs fázisszabály egyenlet:

C \u003d K - F + 1.

Ennek a szabálynak megfelelően egy kétkomponensű rendszerben (K = 2) a következő szabadsági fokok lehetségesek:

Egyfázisú állapot esetén (F = 1) C = 2, azaz módosíthatja a hőmérsékletet és a koncentrációt;

Kétfázisú állapot esetén (F = 2) C = 1, azaz csak egy külső paramétert (például hőmérsékletet) módosíthat;

Háromfázisú állapot esetén a szabadsági fokok száma nulla, azaz nem lehet a hőmérsékletet megváltoztatni anélkül, hogy a rendszer egyensúlyát megzavarnánk (a rendszer invariáns).

Például egy tiszta fémnél (K = 1) a kristályosodás során, amikor két fázis van (F = 2), a szabadsági fokok száma nulla. Ez azt jelenti, hogy a kristályosodási hőmérséklet nem változtatható mindaddig, amíg a folyamat véget nem ér, és egy fázis marad - egy szilárd kristály. A kristályosodás befejezése után (F = 1) a szabadsági fokok száma 1, így változtathatunk a hőmérsékleten, azaz lehűthetjük a szilárd anyagot anélkül, hogy az egyensúlyt megzavarnánk.

A rendszerek hőmérséklettől és koncentrációtól függő viselkedését állapotdiagram írja le. A víz állapotdiagramja egy H 2 O komponensű rendszer, ezért legnagyobb számban három fázis van, amely egyszerre lehet egyensúlyban (10. ábra). Ez a három fázis: folyékony, jég, gőz. A szabadsági fokok száma ebben az esetben nullával egyenlő, azaz. sem a nyomást, sem a hőmérsékletet nem lehet úgy megváltoztatni, hogy egyik fázis se tűnjön el. normál jég, folyékony vízés a vízgőz egyidejűleg csak 0,61 kPa nyomáson és 0,0075°C hőmérsékleten lehet egyensúlyban. Azt a pontot, ahol a három fázis együtt létezik, hármaspontnak nevezzük ( O).

Ív OS elválasztja a gőz és a folyadék régióit, és a telített vízgőz nyomásának a hőmérséklettől való függését jelenti. Az OC görbe a hőmérséklet és a nyomás azon egymással összefüggő értékeit mutatja, amelyeknél a folyékony víz és a vízgőz egyensúlyban van egymással, ezért ezt folyadék-gőz egyensúlyi görbének vagy forrási görbének nevezik.

10. ábra Vízállapot diagram

Ív OV elválasztja a folyékony régiót a jégtől. Ez egy szilárd-folyadék egyensúlyi görbe, és olvadási görbének nevezik. Ez a görbe a hőmérséklet és nyomás azon egymással összefüggő párjait mutatja, amelyeknél a jég és a folyékony víz egyensúlyban van.

Ív OA szublimációs görbének nevezik, és megmutatja a nyomás- és hőmérsékletértékek egymással összefüggő párjait, amelyeknél a jég és a vízgőz egyensúlyban van.

Az állapotdiagram a különböző fázisok létezési régióinak vizuális ábrázolása a külső feltételektől, például a nyomástól és a hőmérséklettől függően. Az állapotdiagramokat aktívan használják az anyagtudományban a termék megszerzésének különböző technológiai szakaszaiban.

A folyadék a szilárd kristályos testtől az alacsony viszkozitás (a molekulák belső súrlódása) és a magas folyékonyság (a viszkozitás reciproka) által különbözik. A folyadék sok molekula-aggregátumból áll, amelyeken belül a részecskék meghatározott sorrendben helyezkednek el, hasonlóan a kristályok sorrendjéhez. A szerkezeti egységek jellege és a részecskék közötti kölcsönhatás meghatározza a folyadék tulajdonságait. Vannak folyadékok: egyatomos (folyékony nemesgázok), molekuláris (víz), ionos (olvadt sók), fémes (olvadt fémek), folyékony félvezetők. A legtöbb esetben a folyadék nemcsak aggregált állapot, hanem termodinamikai (folyékony) fázis is.

A folyékony anyagok leggyakrabban oldatok. Megoldás homogén, de nem vegytiszta anyag, egy oldott anyagból és egy oldószerből áll (oldószerre példa a víz vagy a szerves oldószerek: diklór-etán, alkohol, szén-tetraklorid stb.), ezért anyagok keveréke. Ilyen például az alkohol vizes oldata. Az oldatok azonban gázhalmazállapotú (például levegő) vagy szilárd (fémötvözetek) anyagok keverékei is.

A kristályosodási centrumok alacsony képződési sebessége és a viszkozitás erős növekedése melletti lehűtéskor üveges állapot léphet fel. Az üvegek izotróp szilárd anyagok, amelyeket megolvadt szervetlen és szerves vegyületek túlhűtésével nyernek.

Sok olyan anyag ismert, amelyek kristályos állapotából izotróp folyadékba való átmenete egy közbenső folyadékkristályos állapoton keresztül megy végbe. Olyan anyagokra jellemző, amelyek molekulái aszimmetrikus szerkezetű, hosszú rudak (rudak) formájában vannak. Ilyen fázisátmenetek hőhatások kíséretében mechanikai, optikai, dielektromos és egyéb tulajdonságok hirtelen megváltozását idézik elő.

folyadékkristályok A folyadékhoz hasonlóan megnyúlt csepp vagy edény alakja is lehet, nagy folyékonyságúak és összeolvadhatnak. Széles körben használják a tudomány és a technológia különböző területein. Optikai tulajdonságaik nagymértékben függenek a külső körülmények kis változásaitól. Ezt a funkciót elektrooptikai eszközökben használják. A folyadékkristályokat különösen elektronikus órák, vizuális berendezések stb. gyártásához használják.

Az aggregáció főbb állapotai közé tartozik vérplazma- részben vagy teljesen ionizált gáz. A képződés módja szerint a plazmának két típusát különböztetjük meg: a termikus, amely akkor jön létre, amikor egy gázt magas hőmérsékletre hevítenek, és a gáznemű, amely akkor képződik, amikor elektromos kisülések gáz környezetben.

A plazmakémiai eljárások a technológia számos ágában szilárd helyet foglaltak el. Használják tűzálló fémek vágására és hegesztésére, különféle anyagok szintetizálására, széles körben alkalmazzák a plazma fényforrásokat, valamint a plazma felhasználását a termonukleáris iparban. erőművek stb.

Ebben a részben megvizsgáljuk aggregált állapotok, amelyben a minket körülvevő anyag és a közöttük lévő kölcsönhatási erők laknak anyagrészecskék, jellemző az egyes aggregált állapotokra.

1. Szilárd állapot,

2. folyékony halmazállapotÉs

3. gáz halmazállapotú.

Gyakran megkülönböztetik az aggregáció negyedik állapotát - vérplazma.

Néha a plazmaállapotot a gázállapotok egyik típusának tekintik.

Plazma – részben vagy teljesen ionizált gáz, leggyakrabban magas hőmérsékleten van jelen.

Vérplazma az anyag leggyakoribb állapota a világegyetemben, mivel a csillagok anyaga ebben az állapotban van.

Az egyes az összesítés állapota az anyag részecskéi közötti kölcsönhatás jellegének jellemző sajátosságai, amelyek befolyásolják annak fizikai és kémiai tulajdonságait.

Minden anyag különböző halmazállapotú lehet. Megfelelően alacsony hőmérsékleten minden anyag benne van szilárd állapot. De ahogy felmelegednek, válnak folyadékok, azután gázok. További melegítés hatására ionizálódnak (az atomok elveszítik az elektronjaik egy részét), és átmennek az állapotba vérplazma.

Gáz

gáz halmazállapotú(holland. gázból, visszamegy a másik görögre. Χάος ) nagyon gyenge kötések jellemzik az alkotó részecskéi között.

A gázt alkotó molekulák vagy atomok véletlenszerűen mozognak, ugyanakkor az idő nagy részében nagy (méretükhöz képest) távolságra vannak egymástól. Következésképpen A gázrészecskék közötti kölcsönhatási erők elhanyagolhatóak.

A gáz fő jellemzője az, hogy kitölti az összes rendelkezésre álló teret anélkül, hogy felületet alkotna. A gázok mindig keverednek. A gáz izotróp anyag, azaz tulajdonságai nem iránytól függenek.

Gravitáció hiányában nyomás a gáz minden pontján ugyanaz. A gravitációs erők terén a sűrűség és a nyomás nem minden ponton azonos, a magassággal csökken. Ennek megfelelően a gravitáció terén a gázelegy inhomogénné válik. nehéz gázok hajlamosak lejjebb és jobban letelepedni tüdő- felmenni.

A gáz nagy összenyomhatósággal rendelkezik- a nyomás növekedésével a sűrűsége nő. A hőmérséklet emelkedésével kitágulnak.

Összenyomva a gáz folyadékká alakulhat., de a kondenzáció nem bármely hőmérsékleten, hanem a kritikus hőmérséklet alatti hőmérsékleten történik. A kritikus hőmérséklet egy adott gáz jellemzője, és a molekulái közötti kölcsönhatási erőktől függ. Tehát például gáz hélium alatti hőmérsékleten csak cseppfolyósítható 4,2K.

Vannak gázok, amelyek lehűtve szilárd testbe jutnak, megkerülve a folyékony fázist. A folyadék gázzá való átalakulását párolgásnak, a szilárd anyag közvetlen gázzá alakulását pedig ún. szublimáció.

Szilárd

Szilárd állapotösszevetve más aggregációs állapotokkal alakstabilitás jellemzi.

Megkülönböztetni kristályosÉs amorf szilárd anyagok.

Az anyag kristályos állapota

A szilárd anyagok alakjának stabilitása annak köszönhető, hogy a legtöbb szilárd anyag rendelkezik kristályos szerkezet.

Ebben az esetben az anyag részecskéi közötti távolságok kicsik, és a köztük lévő kölcsönhatási erők nagyok, ami meghatározza a forma stabilitását.

Sok szilárd anyag kristályszerkezetét könnyű ellenőrizni, ha szétosztunk egy darabot, és megvizsgáljuk a keletkező törést. Általában a szünetekben (például cukorban, kénben, fémekben stb.) jól láthatóak a különböző szögekben elhelyezkedő kis kristálylapok, amelyek a fény eltérő visszaverődése miatt csillognak.

Azokban az esetekben, amikor a kristályok nagyon kicsik, az anyag kristályszerkezetét mikroszkóppal lehet megállapítani.

Kristály formák

Mindegyik anyag képződik kristályok tökéletesen meghatározott forma.

A kristályformák sokfélesége hét csoportba foglalható:

1. Triclinic(paralelepipedon),

2.Monoklinika(prizma paralelogrammával az alján),

3. Rombikus (kocka alakú),

4. négyszögű(téglalap alakú paralelepipedon, az alján négyzet),

5. Trigonális,

6. Hatszögletű(prizma a jobb oldali aljával középen
hatszög),

7. kocka alakú(kocka).

Sok anyag, különösen vas, réz, gyémánt, nátrium-klorid kristályosodik benne köbös rendszer. Ennek a rendszernek a legegyszerűbb formái kocka, oktaéder, tetraéder.

Magnézium, cink, jég, kvarc kristályosodik benne hatszögletű rendszer. Ennek a rendszernek a fő formái a következők hatszögletű prizmák és bipiramisok.

A természetes kristályok, valamint a mesterségesen előállított kristályok ritkán felelnek meg pontosan az elméleti formáknak. Általában, amikor az olvadt anyag megszilárdul, a kristályok összenőnek, és ezért mindegyik alakja nem egészen megfelelő.

Azonban bármilyen egyenetlenül fejlődik is a kristály, bármennyire torzult is az alakja, a szögek, amelyeknél a kristálylapok összefolynak ugyanabban az anyagban, állandóak maradnak.

Anizotrópia

A kristálytestek jellemzői nem korlátozódnak a kristályok alakjára. Bár a kristályban lévő anyag tökéletesen homogén, számos fizikai tulajdonsága – szilárdsága, hővezető képessége, fénnyel való kapcsolata stb. – nem mindig azonos a kristályon belül különböző irányokban. A kristályos anyagoknak ezt a fontos tulajdonságát ún anizotrópia.

A kristályok belső szerkezete. Kristályrácsok.

A kristály külső alakja a belső szerkezetét tükrözi, és a kristályt alkotó részecskék - molekulák, atomok vagy ionok - helyes elrendezésének köszönhető.

Ez az elrendezés a következőképpen ábrázolható kristályrács- metsző egyenesek által alkotott térbeli keret. A vonalak metszéspontjainál - rácscsomópontok a részecskék középpontjai.

Attól függően, hogy a kristályrács csomópontjaiban található részecskék milyenek, és milyen kölcsönhatási erők érvényesülnek egy adott kristályban, a következő típusokat különböztetjük meg: kristályrácsok:

1. molekuláris,

2. atomi,

3. ionosÉs

4. fém.

A molekuláris és atomi rácsok az anyagok velejárói kovalens kötés, ionos - ionos vegyületekre, fémből - fémekre és ötvözeteikre.

Atom kristályrácsok

Az atomrácsok csomópontjain atomok találhatók. Össze vannak kötve egymással kovalens kötés.

Viszonylag kevés olyan anyag van, amelynek atomrácsa van. hozzátartoznak gyémánt, szilíciumés néhányan nem szerves vegyületek.

Ezeket az anyagokat nagy keménység jellemzi, tűzállóak és gyakorlatilag semmilyen oldószerben nem oldódnak. Ezek a tulajdonságok a tartósságuknak köszönhetők. kovalens kötés.

Molekuláris kristályrácsok

A molekulák a molekularácsok csomópontjaiban helyezkednek el. Össze vannak kötve egymással intermolekuláris erők.

Nagyon sok molekularácsos anyag van. hozzátartoznak nemfémek, a szén és a szilícium kivételével minden szerves vegyületek nemionos kötéssel és sok szervetlen vegyület.

Az intermolekuláris kölcsönhatás erői sokkal gyengébbek, mint a kovalens kötések erői, ezért a molekulakristályok alacsony keménységűek, olvadóak és illékonyak.

Ionos kristályrácsok

Az ionrácsok csomópontjaiban pozitív és negatív töltésű ionok helyezkednek el, váltakozva. Erők kapcsolódnak egymáshoz elektrosztatikus vonzás.

Az ionrácsokat alkotó ionos vegyületek közé tartozik a legtöbb só és kevés oxid.

Erővel ionrácsok rosszabb, mint az atom, de meghaladja a molekulárist.

Az ionos vegyületek viszonylag magas olvadásponttal rendelkeznek. Volatilitásuk a legtöbb esetben nem nagy.

Fém kristályrácsok

A fémrácsok csomópontjaiban fématomok találhatók, amelyek között az ezekben az atomokban közös elektronok szabadon mozognak.

Jelenlét szabad elektronok a fémek kristályrácsaiban sok tulajdonságuk magyarázható: hajlékonyság, hajlékonyság, fémes csillogás, nagy elektromos és hővezető képesség

Vannak olyan anyagok, amelyek kristályaiban a részecskék közötti kétféle kölcsönhatás jelentős szerepet játszik. Tehát a grafitban a szénatomok azonos irányban kapcsolódnak egymáshoz. kovalens kötésés másokban fémes. Ezért a grafitrácsot úgy is tekinthetjük, mint nukleáris, És hogyan fém.

Számos szervetlen vegyületben, pl BeO, ZnS, CuCl, a rácshelyeken elhelyezkedő részecskék közötti kapcsolat részben ión, és részben kovalens. Ezért az ilyen vegyületek rácsai köztesnek tekinthetők iónÉs atom.

Az anyag amorf állapota

Amorf anyagok tulajdonságai

A szilárd testek között vannak olyanok, amelyeknél a törésben nem találhatók kristályok jelei. Például, ha feloszt egy darab közönséges üveget, akkor annak törése sima lesz, és a kristályok törésével ellentétben nem sík, hanem ovális felületek korlátozzák.

Hasonló kép figyelhető meg a gyanta, ragasztó és néhány más anyag darabjainak felosztásakor. Az anyagnak ezt az állapotát ún amorf.

A különbség köztük kristályosÉs amorf testek különösen hangsúlyos a fűtéshez való viszonyukban.

Míg az egyes anyagok kristályai egy szigorúan meghatározott hőmérsékleten megolvadnak, és ugyanezen a hőmérsékleten folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba való átmenet megy végbe, az amorf testeknek nincs állandó olvadáspontjuk. Melegítéskor az amorf test fokozatosan meglágyul, szétterül, végül teljesen folyékony lesz. Ha kihűlt, akkor is fokozatosan megkeményedik.

A meghatározott olvadáspont hiánya miatt az amorf testek eltérő képességgel rendelkeznek: sok közülük folyadékként folyik, azaz viszonylag kis erők hosszan tartó fellépésével fokozatosan megváltoztatják alakjukat. Például egy lapos felületre helyezett gyantadarab hetekig terjed a meleg szobában, korong formájában.

Az amorf anyagok szerkezete

A különbség köztük kristályos és amorf az anyag állapota a következő.

A részecskék rendezett elrendezése egy kristályban, amelyet az egységcella visszaver, nagy kristályterületeken őrződik meg, és jól formált kristályok esetén - teljes egészében.

Az amorf testekben csak a részecskék elrendezésében figyelhető meg a rend nagyon kis területeken. Ráadásul számos amorf testben ez a lokális sorrend is csak hozzávetőleges.

Ez a különbség a következőképpen foglalható össze:

• kristályszerkezetre a nagy hatótávolságú rend jellemző,
• amorf testek szerkezete - közel.

Példák amorf anyagokra.

A stabil amorf anyagok közé tartozik üveg(mesterséges és vulkáni), természetes és mesterséges gyanták, ragasztók, paraffin, viasz satöbbi.

Átmenet amorf állapotból kristályos állapotba.

Egyes anyagok lehetnek kristályos és amorf állapotúak is. Szilícium-dioxid SiO 2 a természetben jól formált formában fordul elő kvarckristályok, valamint amorf állapotban ( kovakő ásvány).

Ahol a kristályos állapot mindig stabilabb. Ezért lehetetlen a spontán átmenet kristályosból amorf anyagba, és a fordított átalakulás - az amorf állapotból a kristályos állapotba való spontán átmenet - lehetséges és néha megfigyelhető.

Ilyen átalakításra példa az devitrifikáció- az üveg spontán kristályosodása megemelt hőmérsékleten, amely tönkremenetelével jár.

amorf állapot sok anyagot a folyékony olvadék nagy megszilárdulási (hűtési) sebességével nyernek.

Fémekhez és ötvözetekhez amorf állapotáltalában akkor keletkezik, ha az olvadékot töredékek vagy tízezredmásodpercek nagyságrendű ideig hűtjük. Szemüvegeknél jóval alacsonyabb hűtési sebesség is elegendő.

Kvarc (SiO2) is alacsony a kristályosodási sebessége. Ezért a belőle öntött termékek amorfok. A természetes kvarc azonban, amelynek a földkéreg vagy a vulkánok mélyrétegei lehűlésekor több száz és ezer év kellett a kristályosodáshoz, durva szemcsés szerkezetű, ellentétben a vulkáni üveggel, amely a felszínre fagyott, ezért amorf.

Folyadékok

A folyadék egy közbenső állapot a szilárd és a gáz között.

folyékony halmazállapot a gázhalmazállapotú és a kristályos halmazállapotú köztitermék. Egyes tulajdonságok szerint a folyadékok közel vannak gázok, mások szerint - hogy szilárd testek.

A gázokkal a folyadékokat mindenekelőtt azok hozzák össze izotrópiaÉs folyékonyság. Ez utóbbi határozza meg a folyadék azon képességét, hogy könnyen változtassa alakját.

de nagy sűrűségűÉs alacsony összenyomhatóság a folyadékok közelebb hozzák őket szilárd testek.

A folyadékok azon képessége, hogy könnyen megváltoztatják alakjukat, azt jelzi, hogy nincsenek bennük az intermolekuláris kölcsönhatás kemény erői.

Ugyanakkor a folyadékok alacsony összenyomhatósága, amely meghatározza az állandó térfogat fenntartásának képességét egy adott hőmérsékleten, jelzi a részecskék közötti, bár nem merev, de jelentős kölcsönhatási erőket.

A potenciál és a kinetikus energia.

Minden egyes halmazállapotot az anyagrészecskék potenciális és kinetikus energiái közötti saját arány jellemzi.

Szilárd testekben a részecskék átlagos potenciális energiája nagyobb, mint az átlagos kinetikus energiájuk. Ezért a szilárd testekben a részecskék bizonyos pozíciókat foglalnak el egymáshoz képest, és csak ezekhez a pozíciókhoz képest oszcillálnak.

Gázoknál az energiaarány fordított, aminek következtében a gázmolekulák mindig kaotikus mozgásállapotban vannak, és gyakorlatilag nincs kohéziós erő a molekulák között, így a gáz mindig a teljes számára biztosított térfogatot elfoglalja.

Folyadékok esetében a részecskék kinetikai és potenciális energiája megközelítőleg azonos, azaz A részecskék kapcsolódnak egymáshoz, de nem mereven. Ezért a folyadékok folyékonyak, de egy adott hőmérsékleten állandó térfogatúak.

A folyadékok és az amorf testek szerkezete hasonló.

A szerkezetelemzési módszerek folyadékokra való alkalmazásának eredményeként kiderült, hogy a szerkezet a folyadékok olyanok, mint az amorf testek. A legtöbb folyadéknak van rövid távú rendelés az egyes molekulák és azok legközelebbi szomszédjainak száma kölcsönös megegyezés megközelítőleg azonos a folyadék teljes térfogatában.

A részecskék rendezettsége a különböző folyadékokban eltérő. Ráadásul a hőmérséklet függvényében változik.

Alacsony hőmérsékleten, egy adott anyag olvadáspontját kissé meghaladva, az adott folyadék részecskéinek elrendeződésének rendezettsége magas.

A hőmérséklet emelkedésével csökken és a folyadék felmelegedésével a folyadék tulajdonságai egyre inkább megközelítik a gáz tulajdonságait. A kritikus hőmérséklet elérésekor megszűnik a különbség a folyadék és a gáz között.

A folyadékok és az amorf testek belső szerkezetének hasonlósága miatt ez utóbbiakat gyakran nagyon magas viszkozitású folyadékoknak tekintik, és csak a kristályos állapotú anyagokat sorolják a szilárd anyagok közé.

Hasonlítás amorf testek folyadékok esetében azonban nem szabad megfeledkezni arról, hogy az amorf testekben, a közönséges folyadékokkal ellentétben, a részecskék enyhe mobilitásúak - ugyanaz, mint a kristályokban.

MEGHATÁROZÁS

Anyag- egy gyűjtemény egy nagy szám részecskék (atomok, molekulák vagy ionok).

Az anyagok összetett szerkezetűek. Az anyag részecskéi kölcsönhatásba lépnek egymással. Az anyagban lévő részecskék kölcsönhatásának természete határozza meg az aggregációs állapotát.

Az aggregált állapotok típusai

A következő aggregációs állapotokat különböztetjük meg: szilárd, folyékony, gáz, plazma.

Szilárd állapotban a részecskék rendszerint szabályos geometriai szerkezetté egyesülnek. A részecskék kötési energiája nagyobb, mint hőrezgéseik energiája.

Ha a testhőmérsékletet emeljük, a részecskék hőrezgésének energiája nő. Egy bizonyos hőmérsékleten a hőrezgések energiája nagyobb lesz, mint a kötés energiája. Ezen a hőmérsékleten a részecskék közötti kötések megsemmisülnek és újra kialakulnak. Ebben az esetben a részecskék különféle mozgásokat hajtanak végre (oszcilláció, forgás, elmozdulás egymáshoz képest stb.). Ennek ellenére továbbra is kapcsolatban állnak egymással. A helyes geometriai szerkezet megszakadt. Az anyag folyékony halmazállapotú.

A hőmérséklet további emelkedésével a hőingadozások felerősödnek, a részecskék közötti kötések még gyengébbek és gyakorlatilag hiányoznak. Az anyag gáz halmazállapotú. Az anyag legegyszerűbb modellje egy ideális gáz, amelyben feltételezzük, hogy a részecskék bármely irányban szabadon mozognak, csak az ütközés pillanatában lépnek kölcsönhatásba egymással, miközben a rugalmas ütközés törvényei teljesülnek.

Megállapítható, hogy a hőmérséklet emelkedésével az anyag rendezett szerkezetből rendezetlen állapotba kerül.

A plazma az gáznemű anyag, amely ionok és elektronok semleges részecskéinek keverékéből áll.

Hőmérséklet és nyomás különböző halmazállapotokban

Az anyagok különböző halmazállapotai határozzák meg: a hőmérsékletet és a nyomást. Az alacsony nyomás és a magas hőmérséklet gázoknak felel meg. Alacsony hőmérsékleten az anyag általában szilárd halmazállapotú. A köztes hőmérsékletek folyékony halmazállapotú anyagokra vonatkoznak. A fázisdiagramot gyakran használják egy anyag aggregált állapotának jellemzésére. Ez egy diagram, amely az aggregáció állapotának nyomástól és hőmérséklettől való függését mutatja.

A gázok fő jellemzője tágulási képességük és összenyomhatóságuk. A gázoknak nincs alakjuk, hanem az edény alakját veszik fel, amelybe helyezik őket. A gáz térfogata határozza meg az edény térfogatát. A gázok bármilyen arányban keveredhetnek egymással.

A folyadéknak nincs alakja, de van térfogata. A folyadékok rosszul tömörülnek, csak nagy nyomáson.

A szilárd anyagoknak van alakja és térfogata. Szilárd állapotban lehetnek fémes, ionos és kovalens kötéssel rendelkező vegyületek.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

A feladat

Rajzolja fel valamilyen absztrakt anyag állapotainak fázisdiagramját! Magyarázza meg a jelentését.

Megoldás

Készítsünk rajzot. Az állapotdiagram az 1. ábrán látható. Három területből áll, amelyek megfelelnek az anyag kristályos (szilárd) halmazállapotának, folyékony és gáz halmazállapotnak. Ezeket a területeket görbék választják el egymástól, amelyek a kölcsönösen inverz folyamatok határait jelzik: 01 - olvadás - kristályosodás; 02 - forrás - kondenzáció; 03 - szublimáció - deszublimáció. Az összes görbe metszéspontja (O) hármaspont. Ezen a ponton az anyag három halmazállapotban létezhet. Ha az anyag hőmérséklete magasabb, mint a kritikus () (2. pont), akkor a részecskék kinetikai energiája nagyobb helyzeti energia kölcsönhatásuk, ilyen hőmérsékleten az anyag bármilyen nyomáson gázzá válik. Tól től fázisdiagram látható, hogy ha a nyomás nagyobb, mint , akkor a hőmérséklet emelkedésével a szilárd anyag megolvad. Az olvadás után a nyomás növekedése a forráspont növekedéséhez vezet. Ha a nyomás kisebb, mint , akkor a szilárd anyag hőmérsékletének növekedése közvetlenül a gáz halmazállapotba való átmenetéhez (szublimációhoz) vezet (G pont).

2. PÉLDA

A feladat

Magyarázza el, mi különbözteti meg az aggregáció egyik állapotát a másiktól?

Megoldás

Az aggregáció különböző állapotaiban az atomok (molekulák) eltérő elrendezésűek. Tehát a kristályrácsok atomjai (molekulái vagy ionjai) rendezetten helyezkednek el, kis rezgéseket tudnak kelteni az egyensúlyi helyzetek körül. A gázmolekulák rendezetlen állapotban vannak, és jelentős távolságra mozoghatnak. Ezenkívül a különböző halmazállapotú anyagok belső energiája (azonos anyagtömegeknél) at különböző hőmérsékletek különböző. Az egyik halmozódási állapotból a másikba való átmenet folyamatait a belső energia változása kíséri. Az átmenet: szilárd - folyékony - gáz, a belső energia növekedését jelenti, mivel a molekulák mozgásának kinetikai energiája nő.

Minden anyag létezhet a négy forma egyikében. Mindegyikük egy bizonyos halmazállapotú anyag. A Föld természetében háromban egyszerre csak egy képviselteti magát. Ez a víz. Könnyen látható, hogy elpárolgott, megolvadt és megszilárdul. Ez gőz, víz és jég. A tudósok megtanulták, hogyan lehet megváltoztatni az anyagok halmazállapotát. A legnagyobb nehézség számukra csak a plazma. Ez az állapot különleges feltételeket igényel.

Mi ez, mitől függ és hogyan jellemzik?

Ha a test egy másik halmazállapotba került, ez nem jelenti azt, hogy valami más jelent meg. Az anyag ugyanaz marad. Ha a folyadékban vízmolekulák voltak, akkor ugyanazok lesznek gőzben jéggel. Csak elhelyezkedésük, mozgási sebességük és az egymással való interakciós erők változnak.

Az „Aggregált állapotok (8. osztály)” témakör tanulmányozásakor csak hármat veszünk figyelembe. Ezek folyékonyak, gázok és szilárd anyagok. Megnyilvánulásuk a fizikai feltételektől függ. környezet. Ezen állapotok jellemzőit a táblázat mutatja be.

Összesített államnév	szilárd	folyékony	gáz
A tulajdonságait	térfogatával megtartja alakját	állandó térfogatú, edény formáját ölti	nincs állandó térfogata és alakja
A molekulák elrendezése	a kristályrács csomópontjainál	rendetlen	kaotikus
Távolság köztük	összemérhető a molekulák méretével	megközelítőleg megegyezik a molekulák méretével	sokkal nagyobbak a méretüknél.
Hogyan mozognak a molekulák	rácspont körül oszcillálnak	ne mozogjon az egyensúlyi pontból, hanem néha nagy ugrásokat hajtson végre	szabálytalan időnkénti ütközésekkel
Hogyan lépnek kapcsolatba	erősen vonzott	erősen vonzódnak egymáshoz	nem vonzzák, az ütközések során taszító erők jelentkeznek

Első állapot: szilárd

Alapvető különbsége a többihez képest az, hogy a molekuláknak szigorúan meghatározott helyük van. Amikor szilárd halmazállapotról beszélünk, ezek leggyakrabban kristályokat jelentenek. Náluk a rácsszerkezet szimmetrikus és szigorúan periodikus. Ezért mindig megőrzik, függetlenül attól, hogy a test milyen messzire terjed. Oszcilláló mozgás nincs elég molekula az anyagnak a rács elpusztításához.

De vannak amorf testek is. Hiányzik belőlük az atomok elrendezésének szigorú szerkezete. Bárhol lehetnek. De ez a hely ugyanolyan stabil, mint a kristályos testben. Az amorf és a kristályos anyagok között az a különbség, hogy nincs meghatározott olvadási (szilárdulási) hőmérsékletük, és folyékonyság jellemzi őket. Az ilyen anyagok élénk példái az üveg és a műanyag.

Második állapot: folyékony

Ez az aggregált halmazállapot szilárd és gáz keresztezése. Ezért egyesíti az első és a második tulajdonságait. Tehát a részecskék közötti távolság és kölcsönhatásuk hasonló a kristályokhoz. De itt van a hely és a mozgás közelebb a gázhoz. Ezért a folyadék nem tartja meg alakját, hanem szétterül az edényen, amelybe öntik.

Harmadik állapot: gáz

A „fizikának” nevezett tudomány számára a gáz formájában történő aggregáció állapota nem az utolsó helyen áll. Mert tanul a világ, és nagyon gyakori a benne lévő levegő.

Ennek az állapotnak az a jellemzője, hogy a molekulák közötti kölcsönhatási erők gyakorlatilag hiányoznak. Ez magyarázza szabad mozgásukat. Ennek köszönhetően a gáznemű anyag kitölti a számára biztosított teljes térfogatot. Sőt, mindent át lehet vinni ebbe az állapotba, csak növelni kell a hőmérsékletet a kívánt mértékben.

Negyedik állapot: plazma

Ez az aggregált halmazállapot teljesen vagy részben ionizált gáz. Ez azt jelenti, hogy a benne lévő negatív és pozitív töltésű részecskék száma közel azonos. Ez a helyzet akkor fordul elő, amikor a gázt felmelegítik. Ezután a termikus ionizációs folyamat éles felgyorsul. Ez abban rejlik, hogy a molekulák atomokra oszlanak. Ez utóbbiak ezután ionokká alakulnak.

Az univerzumon belül nagyon gyakori az ilyen állapot. Mert benne van az összes csillag és a köztük lévő közeg. a határokon belül a Föld felszíne rendkívül ritkán fordul elő. Az ionoszférán és a napszélen kívül a plazma csak zivatar idején lehetséges. A villámcsapások során olyan körülmények jönnek létre, amelyekben a légkör gázai a negyedik halmazállapotba kerülnek.

De ez nem jelenti azt, hogy a plazmát nem hozták létre a laboratóriumban. Az első dolog, amit reprodukálni lehetett, egy gázkisülés volt. A plazma ma már megtölti a fénycsöveket és a fényreklámokat.

Hogyan történik az állapotok közötti átmenet?

Ehhez bizonyos feltételeket kell létrehozni: állandó nyomást és meghatározott hőmérsékletet. Ebben az esetben egy anyag aggregált állapotának megváltozása energia felszabadulásával vagy elnyelésével jár együtt. Ráadásul ez az átmenet nem villámgyorsan megy végbe, hanem bizonyos ideig tart. Ez idő alatt a feltételeknek változatlanoknak kell maradniuk. Az átmenet akkor következik be, amikor az anyag egyidejűleg két formában létezik, amelyek fenntartják a termikus egyensúlyt.

Az anyag első három halmazállapota kölcsönösen átadhatja egymást. Vannak közvetlen és fordított folyamatok. A következő nevük van:

• olvasztó(szilárdról folyékonyra) és kristályosodás például a jég olvadása és a víz megszilárdulása;
• párologtatás(folyékonyból gázhalmazállapotúvá) és páralecsapódás, példa erre a víz elpárologtatása és gőzből történő előállítása;
• szublimáció(szilárdból gázhalmazállapotúvá) és deszublimáció, például az elsőnél a száraz illat elpárologtatása, a másodiknál ​​pedig fagyos minták az üvegen.

Az olvadás és kristályosodás fizikája

Ha egy szilárd testet felmelegítünk, akkor egy bizonyos hőmérsékleten, ún olvadáspont egy meghatározott anyag, az aggregációs állapot változása kezdődik meg, amit olvadásnak neveznek. Ez a folyamat az energia elnyelésével jár, amit ún hőmennyiségés betűvel van jelölve K. A kiszámításához tudnia kell fajlagos olvadási hő, amelyet jelölünk λ . A képlet pedig így néz ki:

Q=λ*m, ahol m az olvadásban részt vevő anyag tömege.

Ha fordított folyamat következik be, vagyis a folyadék kristályosodik, akkor a feltételek megismétlődnek. Az egyetlen különbség az, hogy energia szabadul fel, és a képletben megjelenik a mínusz jel.

A párologtatás és a kondenzáció fizikája

Az anyag folyamatos melegítésével fokozatosan megközelíti azt a hőmérsékletet, amelyen intenzív párolgása megindul. Ezt a folyamatot párologtatásnak nevezik. Ismét az energia elnyelése jellemzi. Csak ahhoz, hogy kiszámítsa, tudnia kell fajlagos párolgási hő r. A képlet pedig a következő lesz:

Q=r*m.

A fordított folyamat vagy a kondenzáció azonos mennyiségű hő felszabadulásával megy végbe. Ezért ismét egy mínusz jelenik meg a képletben.