Агрегатні стани речовини(від латинського aggrego – приєдную, зв'язую) – це стани однієї й тієї ж речовини, переходам між якими відповідають стрибкоподібні зміни вільної енергії, щільності та інших фізичних параметрів речовини.
Газ (французьке gaz, що походить від грецького chaos - хаос)- це агрегатний станречовини, У якому сили взаємодії його частинок, що заповнюють весь наданий ним обсяг, зневажливо малі. У газах міжмолекулярні відстані великі та молекули рухаються практично вільно.
Гази можна розглядати як значно перегріті або малонасичені пари. Над поверхнею кожної рідини внаслідок знаходиться пара. При підвищенні тиску пари до певної межі, що називається тиском насиченої пари, випаровування рідини припиняється, так як рідини стає однаковим. Зменшення обсягу насиченої пари викликає частини пари, а не підвищення тиску. Тому тиск пари не може бути вищим. Стан насичення характеризується масою насичення, що міститься в 1м масою насиченої пари, яка залежить від температури. Насичена пара може стати ненасиченою, якщо збільшувати її обсяг або підвищувати температуру. Якщо температура пари набагато вища за точку , що відповідає даному тиску, пара називається перегрітою.
Плазмою називається частково чи повністю іонізований газ, у якому щільності позитивних та негативних зарядів практично однакові. Сонце, зірки, хмари міжзоряної речовини складаються з газів – нейтральних або іонізованих (плазми). На відміну від інших агрегатних станів плазма є газом заряджених частинок (іонів, електронів), які електрично взаємодіють один з одним на великих відстанях, але не мають ні ближніх, ні далеких порядків у розташуванні частинок.
Рідина- це агрегатний стан речовини, проміжний між твердим і газоподібним. Рідинам притаманні деякі риси твердої речовини (зберігає свій об'єм, утворює поверхню, має певну міцність на розрив) і газу (набуває форми судини, в якій знаходиться). Тепловий рух молекул (атомів) рідини є поєднанням малих коливань біля положень рівноваги і частих перескоків з одного положення рівноваги в інше. Одночасно відбуваються повільні переміщення молекул та їх коливання всередині малих обсягів, часті перескоки молекул порушують далекий порядок розташування частинок і зумовлюють плинність рідин, а малі коливання біля положень рівноваги обумовлюють існування у рідинах ближнього порядку.Рідини і тверді речовини, на відміну газів, можна як високо конденсовані середовища. Вони молекули (атоми) розташовані значно ближче другдо друга та сили взаємодії на кілька порядків більше, ніж у газах. Тому рідини та тверді речовини мають суттєво обмежені можливостідля розширення, свідомо що неспроможні зайняти довільний обсяг, а при постійних зберігають свій обсяг, у якому обсязі їх розміщували. Переходи з більш упорядкованого структурою агрегатного стану менш упорядковане можуть відбуватися і безперервно. У зв'язку з цим замість поняття агрегатного стану доцільно скористатися ширшим поняттям - поняттям фази.
Фазоюназивається сукупність всіх частин системи, що мають однаковий хімічний склад і що знаходяться в однаковому стані. Це виправдано одночасним існуванням термодинамічно рівноважних фаз у багатофазній системі: рідини зі своєю насиченою парою; води та льоду при температурі плавлення; двох рідин, що не змішуються (суміш води з триетиламіном), що відрізняються концентраціями; існуванням аморфних твердих речовин, які зберігають структуру рідини (аморфний стан).
Аморфний твердий стан речовиниє різновидом переохолодженого стану рідини та відрізняється від звичайних рідин істотно більшою в'язкістю та чисельними значеннями кінетичних характеристик.
Кристалічний твердий стан речовини- Це агрегатний стан, що характеризується великими силами взаємодії між частинками речовини (атомами, молекулами, іонами). Частинки твердих тіл здійснюють коливання близько середніх рівноважних положень, званих вузлами кристалічних ґрат; структура цих речовин характеризується високим ступенем упорядкованості (далеким та ближнім порядком) - упорядкованістю в розташуванні (координаційний порядок), в орієнтації (орієнтаційний порядок) структурних частинок, або впорядкованістю фізичних властивостей (наприклад, в орієнтації магнітних моментів або електричних дипольних моментів). Область існування нормальної рідкої фази для чистих рідин, рідкого та рідких кристалів обмежена з боку низьких температур фазовими переходами відповідно у твердий (кристалізацією), надплинний та рідко-анізотропний стан.
Основне Загальна освіта
Лінія УМК А. В. Перишкіна. Фізика (7-9)
Введення: агрегатний стан речовини
Загадковий навколишній світне перестає дивувати. Кубик льоду, кинутий у склянку та залишений у кімнатній температурі, За лічені хвилини перетвориться на рідину, а якщо залишити цю рідину на підвіконні на більш тривалий час, - і зовсім випарується. Це – найпростіший спосіб спостерігати за переходами одного агрегатного стану речовини до іншого.Агрегатний стан - стан будь-якої речовини, що має певні властивості: здатність зберігати форму та обсяг, мати дальній або ближній порядок та інші. При зміні агрегатного стану речовинивідбувається зміна фізичних властивостей, а також щільності, ентропії та вільної енергії.
Як і чому відбуваються ці дивовижні перетворення? Щоб розібратися в цьому, пригадаємо, що все навколо складається з. Атоми та молекули різних речовин взаємодіють один з одним, і саме зв'язок між ними визначає, який у речовини агрегатний стан.
Виділяють чотири типи агрегатних речовин:
газоподібне,
Здається, що хімія відкриває нам свої таємниці у цих дивовижних перетвореннях. Однак, це не так. Перехід з одного агрегатного стану в інший, а також дифузія відносяться до фізичних явищ, оскільки в цих перетвореннях не відбувається змін молекул речовини і зберігається їх хімічний склад.
Газоподібний стан
На молекулярному рівні газ є хаотично рухомими, які зіштовхуються зі стінками судини і між собою молекули, які один з одним практично не взаємодіють. Оскільки молекули газу між собою не пов'язані, то газ заповнює весь наданий йому обсяг, взаємодіючи та змінюючи напрямок лише при ударах один про одного.
На жаль, неозброєним оком та навіть за допомогою світлового мікроскопа побачити молекули газу неможливо. Проте газ можна доторкнутися. Звичайно, якщо ви просто спробуєте ловити молекули газів, що літають довкола, у долоні, то у вас нічого не вийде. Але, напевно, всі бачили (або робили це самі), як хтось накачував повітрям шину автомобіля чи велосипеда, і з м'якої та зморщеної вона ставала накачаною та пружною. А «невагомість» газів, що здається, спростує досвід, описаний на сторінці 39 підручника «Хімія 7 клас» під редакцією О.С. Габрієляна.
Це відбувається тому, що в замкнутий обмежений об'єм шини потрапляє велика кількість молекул, яким стає тісно, і вони починають частіше вдарятися один про одного і стінки шини, а в результаті сумарний вплив мільйонів молекул на стінки сприймається нами як тиск.
Але якщо газ займає весь наданий йому обсяг, чому тоді він не відлітає в космос і не поширюється по всьому всесвіту, заповнюючи міжзоряний простір?Отже, щось таки утримує та обмежує гази атмосферою планети?
Абсолютно вірно. І це - сила земного тяжіння. Для того щоб відірватися від планети і відлетіти, молекулам потрібно розвинути швидкість, що перевищує швидкість втікання або другу космічну швидкість, а переважна більшість молекул рухаються значно повільніше.
Тоді виникає таке запитання: Чому молекули газів не падають на землю, а продовжують літати?Виявляється, що завдяки сонячній енергії молекули повітря мають солідний запас кінетичної енергії, який дозволяє їм рухатися проти сил земного тяжіння.
У збірнику наведено питання та завдання різної спрямованості: розрахункові, якісні та графічні; технічного, практичного та історичного характеру. Завдання розподілені на теми відповідно до структури підручника «Фізика. 9 клас» авторів А. В. Перишкіна, О. М. Гутник і дозволяють реалізувати вимоги, заявлені ФГОС до метапредметних, предметних та особистісних результатів навчання.
Рідкий стан
У разі підвищення тиску та/або зниження температури гази можна перевести в рідкий стан. Ще на зорі ХIХ століття англійському фізику та хіміку Майклу Фарадею вдалося перевести в рідкий стан хлор та вуглекислий газ, стискаючи їх за дуже низьких температурах. Проте деякі з газів не піддалися вченим у той час, і, як виявилося, справа була не в недостатньому тиску, а в нездатності знизити температуру до необхідного мінімуму.
Рідина, на відміну від газу, займає певний обсяг, проте вона також набуває форми заповненої судини нижче рівня поверхні. Наочно рідину можна уявити як круглі намистини або крупу у банку. Молекули рідини перебувають у тісному взаємодії друг з одним, проте вільно переміщуються щодо друг друга.
Якщо на поверхні залишиться крапля води, через якийсь час вона зникне. Але ж ми пам'ятаємо, що завдяки закону збереження маси-енергії, ніщо не пропадає і не зникає безслідно. Рідина випарується, тобто. змінить свій агрегатний стан на газоподібний.
Випаровування - це процес перетворення агрегатного стану речовини, при якому молекули, чия кінетична енергія перевищує потенційну енергію міжмолекулярної взаємодії, піднімаються з поверхні рідини або твердого тіла.
Випаровування з поверхні твердих тіл називається сублімацієюабо сублімацією. Найбільш простим способомспостерігати сублімацію є використання нафталіну для боротьби з міллю. Якщо ви відчуваєте запах рідини або твердого тіла, це означає, що відбувається випаровування. Адже ніс якраз і вловлює ароматні молекули речовини.
Рідини оточують людину повсюдно. Властивості рідин також знайомі всім – це в'язкість, плинність. Коли заходить розмова про форму рідини, багато хто говорить, що рідина не має певної форми. Але так відбувається лише на Землі. Завдяки силі земного тяжіння крапля води деформується.
Проте багато хто бачив як космонавти в умовах невагомості ловлять водяні кульки різного розміру. В умовах відсутності гравітації рідина набуває форми кулі. А забезпечує рідини кулясту форму сила поверхневого натягу. Мильні бульбашки – чудовий спосіб познайомитися із силою поверхневого натягу Землі.
Ще одна властивість рідини – в'язкість. В'язкість залежить від тиску, хімічного складута температури. Більшість рідин підпорядковуються закону в'язкості Ньютона, відкритого ХІХ столітті. Однак є ряд рідин з високою в'язкістю, які за певних умов починають поводитися як тверді тіла і не підкоряються закону в'язкості Ньютона. Такі розчини називаються неньютонівськими рідинами. Найпростіший приклад неньютонівської рідини - завись крохмалю у воді. Якщо впливати на неньютонівську рідину механічними зусиллями, рідина почне приймати властивості твердих тіл і поводитися як тверде тіло.
Твердий стан
Якщо рідини, на відміну газу, молекули рухаються не хаотично, а навколо певних центрів, то у твердому агрегатному стані речовиниатоми та молекули мають чітку структуру і схожі на побудованих солдатів на параді. І завдяки кристалічній решітці тверді речовини займають певний обсяг та мають постійну форму.
За певних умов речовини, що знаходяться в агрегатному стані рідини, можуть переходити в тверде, а тверді тіла, навпаки, при нагріванні плавитися і переходити в рідке.
Це відбувається тому, що при нагріванні збільшується внутрішня енергія, відповідно молекули починають рухатися швидше, а при досягненні температури плавлення кристалічні грати починає руйнуватися і змінюється агрегатний стан речовини. Більшість кристалічних тіл обсяг збільшується при плавленні, але є винятки, наприклад – лід, чавун.
Залежно від виду частинок, що утворюють кристалічну решітку твердого тіла, виділяють таку структуру:
молекулярну,
металеву.
В одних речовин зміна агрегатних станіввідбувається легко, як, наприклад, у води, інших речовин потрібні особливі умови (тиск, температура). Але в сучасній фізиці вчені виділяють ще один незалежний стан речовини – плазма.
Плазма - іонізований газ з однаковою щільністю як позитивних, так і негативних зарядів. У живій природі плазма є на сонці або при спалаху блискавки. Північне сяйво і навіть звичне нам багаття, яке зігріває своїм теплом під час вилазки на природу, також відноситься до плазми.
Штучно створена плазма додає яскравості будь-якому місту. Вогні неонової реклами - це лише низькотемпературна плазма в скляних трубках. Звичні нам лампи денного світла також заповнені плазмою.
Плазму ділять на низькотемпературну – зі ступенем іонізації близько 1% та температурою до 100 тисяч градусів, і високотемпературну – іонізація близько 100% та температурою у 100 млн градусів (саме в такому стані знаходиться плазма у зірках).
Низькотемпературна плазма у звичних нам лампах денного світла широко застосовується у побуті.
Високотемпературна плазма використовується в реакціях термоядерного синтезу і вчені не втрачають надію використовувати її як заміну атомної енергіїПроте контроль у цих реакціях дуже складний. А неконтрольована термоядерна реакція зарекомендувала себе як зброю колосальної потужності, коли 12 серпня 1953 СРСР випробував термоядерну бомбу.
Купити
Для перевірки засвоєння матеріалу пропонуємо невеликий тест.
1. Що не відноситься до агрегатних станів:
рідина
світло +
2. В'язкість ньютонівських рідин підпорядковується:
закону Бойля-Маріотта
закону Архімеда
закону в'язкості Ньютона +
3. Чому атмосфера Землі не відлітає у відкритий космос:
тому що молекули газу не можуть розвинути другу космічну швидкість
тому що на молекули газу впливає сила земного тяжіння +
обидві відповіді правильні
4. Що не відноситься до аморфних речовин:
- сургуч
-
залізо +
5.При охолодженні обсяг збільшується у:
-
льоду +
У повсякденній практиці доводиться мати справу окремо з індивідуальними атомами, молекулами і іонами, і з реальними речовинами — сукупністю великої кількості часток. Залежно від характеру їхньої взаємодії розрізняють чотири види агрегатного стану: твердий, рідкий, газоподібний та плазмовий. Речовина може перетворюватися з одного агрегатного стану на інше в результаті відповідного фазового переходу.
Перебування речовини в тому чи іншому агрегатному стані обумовлено силами, що діють між частинками, відстанню між ними та особливостями їхнього руху. Кожен агрегатний стан характеризується сукупністю певних властивостей.
Властивості речовин, залежно від агрегатного стану:
| стан | властивість |
| газоподібне |
|
| рідке |
|
| тверде |
|
Відповідно до ступеня впорядкованості в системі для кожного агрегатного стану характерне власне співвідношення між кінетичною та потенційною енергіями частинок. У твердих тілах потенційна переважає над кінетичною, тому що частинки займають певні положення і лише коливаються навколо них. Для газів спостерігається зворотне співвідношення між потенційною та кінетичною енергіями, як наслідок того, що молекули газу завжди хаотично рухаються, а сили зчеплення між ними майже відсутні, тому газ займає весь об'єм. У разі рідин кінетична та потенційна енергії частинок приблизно однакові, між частинками діє нежорсткий зв'язок, тому рідинам притаманні плинність і постійний при даному обсязі.
Коли частинки речовини утворюють правильну геометричну структуру, а енергія зв'язків між ними більша за енергію теплових коливань, що запобігає руйнуванню структури, що склалася — отже, речовина знаходиться в твердому стані. Але, починаючи з деякої температури, енергія теплових коливань перевищує енергію зв'язків між частинками. При цьому частинки, хоч і залишаються в контакті, переміщуються одна щодо одної. В результаті геометрична структура порушується і речовина перетворюється на рідкий стан. Якщо теплові коливання настільки зростають, що між частинками практично втрачається зв'язок, речовина набуває газоподібного стану. В «ідеальному» газі частки вільно переміщуються у всіх напрямках.
При підвищенні температури речовина переходить з упорядкованого стану (твердий) в неупорядкований стан (газоподібний) рідкий стан є проміжним за впорядкованістю частинок.
Четвертим агрегатним станом називають плазму - газ, що складається з суміші нейтральних та іонізованих частинок та електронів. Плазма утворюється за надвисоких температур (10 5 -10 7 0 З) з допомогою значної енергії зіткнення частинок, які мають максимальну невпорядкованість руху. Обов'язковою ознакою плазми, як та інших станів речовини, є її електронейтральність. Але внаслідок невпорядкованості руху частинок у плазмі можуть виникати окремі заряджені мікрозони, завдяки чому вона стає джерелом електромагнітного випромінювання. У плазмовому стані існує речовина на , зірках, інших космічних об'єктах, а також при термоядерних процесах.
Кожен агрегатний стан визначається, насамперед, інтервалом температур та тисків, тому для наочної кількісної характеристики використовують фазову діаграму речовини, яка показує залежність агрегатного стану від тиску та температури.
Діаграма стану речовини з кривими фазових переходів: 1 - плавлення-кристалізації, 2 - кипіння-конденсації, 3 - сублімації-десублімації
Діаграма стану складається з трьох основних областей, які відповідають кристалічному, рідкому та газоподібному станам. Окремі області поділяються кривими, що відбивають фазові переходи:
- твердого стану в рідкий і, навпаки, рідкого в твердий (крива плавлення-кристалізації – пунктирний зелений графік)
- рідкого в газоподібне та зворотного перетворення газу в рідину (крива кипіння-конденсації - синій графік)
- твердого стану в газоподібний та газоподібний у твердий (крива сублімації-десублімації — червоний графік).
Координати перетину цих кривих називаються потрійною точкою, в якій в умовах певного тиску Р=Р і певної температури Т=T в речовину може співіснувати відразу в трьох агрегатних станах, причому рідкий і твердий стан мають однаковий тиск пари. Координати Р в і Т в це єдині значення тиску і температури, при яких можуть одночасно співіснувати всі три фази.
Точці К на фазовій діаграмі стану відповідає температура Т к - так звана критична температура, при якій кінетична енергія частинок перевищує енергію їхньої взаємодії і тому стирається грань поділу між рідкою та газовою фазами, а речовина існує у газоподібному стані за будь-яким тиском.
З аналізу фазової діаграми випливає, що при високому тиску, більшому ніж у потрійній точці (Р в), нагрівання твердої речовини закінчується його плавленням, наприклад, при Р 1 плавлення відбувається в точці d. Подальше підвищення температури від Т d до Т е призводить до кипіння речовини за даного тиску Р 1 . При тиску Р 2 меншому, ніж тиск у потрійній точці Р в, нагрівання речовини призводить до його переходу безпосередньо з кристалічного в газоподібний стан (точка q), тобто до сублімації. Для більшості речовин тиск у потрійній точці нижчий, ніж тиск насиченої пари (Р в
Р насыщ.пара, тому при нагріванні кристалів таких речовин вони не плавляться, а випаровуються, тобто піддаються сублімації. Наприклад, так поводяться кристали йоду або «сухий лід» (твердий СО 2).
Аналіз діаграми стану речовини Газоподібний стан
За нормальних умов (273 К, 101325 Па) у газоподібному стані можуть перебувати як прості речовини, молекули яких складаються з одного (Не, Ne, Ar) або з декількох нескладних атомів (Н 2 , N 2 , O 2), так і складні речовини з малою молярною масою (СН 4 HCl, C 2 H 6).
Оскільки кінетична енергія частинок газу перевищує їхню потенційну енергію, то молекули в газоподібному стані безперервно хаотично рухаються. Завдяки великим відстаням між частинками сили міжмолекулярної взаємодії в газах настільки незначні, що їх не вистачає для залучення частинок одна до одної та утримання їх разом. Саме з цієї причини гази не мають власної форми і характеризуються малою щільністю та високою здатністю до стиснення та розширення. Тому газ постійно тисне на стінки судини, в якій він знаходиться однаково в усіх напрямках.
Для вивчення взаємозв'язку між найважливішими параметрами газу (тиск Р, температура Т, кількість речовини n, молярна маса М, маса m) використовується найпростіша модель газоподібного стану речовини. ідеальний газ, що базується на таких припущеннях:
- взаємодію між частинками газу можна знехтувати;
- самі частки є матеріальними точками, які мають власного розміру.
Найбільш загальним рівнянням, що описує модель ідеального газу, вважається рівняння Менделєєва-Клапейронадля одного благаючи речовини:
Однак поведінка реального газу відрізняється, як правило, від ідеального. Це пояснюється, по-перше, тим, що між молекулами реального газу все ж таки діють незначні сили взаємного тяжіння, які певною мірою стискають газ. З огляду на це загальний тиск газу зростає на величину a/V 2яка враховує додатковий внутрішній тиск, зумовлений взаємним тяжінням молекул. В результаті загальний тиск газу виражається сумою Р+ а/V 2. По-друге, молекули реального газу мають хоч і малий, але цілком певний обсяг b тому дійсний обсяг всього газу в просторі становить V - b . При підстановці розглянутих значень рівняння Менделєєва-Клапейрона отримуємо рівняння стану реального газу, яке називається рівнянням Ван-дер-Ваальса:
де а і b — емпіричні коефіцієнти, що визначаються практично для кожного реального газу. Встановлено, що коефіцієнт a має велику величину для газів, які легко зріджуються (наприклад, СО 2 , NH 3), а коефіцієнт b — навпаки, тим вище за величиною, що більші розміри мають молекули газу (наприклад, газоподібні вуглеводні).
Рівняння Ван-дер-Ваальса набагато точніше описує поведінку реального газу, ніж рівняння Менделєєва-Клапейрона, яке завдяки наочному фізичному сенсу широко використовується в практичних розрахунках. Хоча ідеальний стан газу є граничним, уявним випадком, проте простота законів, які йому відповідають, можливість їх застосування для опису властивостей багатьох газів в умовах низьких тисків та високих температур робить модель ідеального газу дуже зручною.
Рідкий стан речовини
Рідкий стан будь-якої конкретної речовини є термодинамічно стійким у певному інтервалі температур та тиску, характерних для природи (складу) даної речовини. Верхня температурна межа рідкого стану - температура кипіння, вище за яку речовина в умовах стійкого тиску знаходиться в газоподібному стані. Нижня межа сталого стану існування рідини – температура кристалізації (затвердіння). Температури кипіння та кристалізації, виміряні при тиску 101,3 кПа, називаються нормальними.
Для звичайних рідин властива ізотропність - однаковість фізичних властивостей у всіх напрямках усередині речовини. Іноді для ізотропності використовують інші терміни: інваріантність, симетрія щодо вибору напрями.
У формуванні поглядів на природу рідкого стану важливе значення має уявлення про критичний стан, який був відкритий Менделєєвим (1860):
Критичний стан — це рівноважний стан, при якому межа поділу між рідиною та її парою зникає, оскільки рідина та її насичена пара набувають однакових фізичних властивостей.
У критичному стані значення як густин, так і питомих обсягів рідини та її насиченої пари стають однаковими.
Рідкий стан речовини є проміжним між газоподібним та твердим. Деякі властивості наближають рідкий стан до твердого. Якщо для твердих речовин характерна жорстка впорядкованість частинок, яка поширюється на відстань до сотень тисяч міжатомних або міжмолекулярних радіусів, то в рідкому стані спостерігається, як правило, трохи більше десятків упорядкованих частинок. Пояснюється це тим, що впорядкованість між частинками у різних місцях рідкої речовини швидко виникає, і так само швидко знову розмивається тепловим коливанням частинок. Разом з тим, загальна щільність «упаковки» частинок мало відрізняється від твердої речовини, тому щільність рідин не сильно відрізняється від щільності більшості твердих тіл. До того ж здатність рідин до стиснення майже така ж мала, що й у твердих тіл (приблизно у 20000 разів менше, ніж у газів).
Структурний аналіз підтвердив, що у рідинах спостерігається так званий ближній порядок, Що означає, що число найближчих «сусідів» кожної молекули та їх взаємне розташування приблизно однакові по всьому об'єму.
Відносно невелика кількість різних за складом частинок, сполучених силами міжмолекулярної взаємодії, називається кластером . Якщо всі частинки в рідині однакові, такий кластер називається асоціатом . Саме в кластерах та асоціатах спостерігається ближній порядок.
Ступінь упорядкованості у різних рідинах залежить від температури. При низьких температурах, що трохи перевищують температуру плавлення, ступінь упорядкованості розміщення часток дуже великий. З підвищенням температури вона зменшується і в міру нагрівання властивості рідини все більше наближаються до властивостей газів, а після досягнення критичної температури різниця між рідким та газоподібним станом зникає.
Близькість рідкого стану до твердого підтверджується значеннями стандартних ентальпій випаровування DН 0 випаровування та плавлення DН 0 плавлення. Нагадаємо, що величина DН 0 випаровування показує кількість теплоти, яка потрібна для перетворення 1 молячи рідини в пару при 101,3 кПа; така ж кількість теплоти витрачається на конденсацію 1 молячи пара в рідину за тих же умов (тобто DН 0 випаровування = DН 0 конденсації). Кількість теплоти, що витрачається на перетворення 1 молячи твердої речовини в рідину при 101,3 кПа, називається стандартною ентальпією плавлення; така ж кількість теплоти вивільняється при кристалізації 1 молячи рідини в умовах нормального тиску (DН 0 плавлення = DН 0 кристалізації). Відомо, що DН 0 випаровування<< DН 0 плавления, поскольку переход из твердого состояния в жидкое сопровождается меньшим нарушением межмолекулярного притяжения, чем переход из жидкого в газообразное состояние.
Однак інші важливі властивості рідини більше нагадують властивості газів. Так, подібно до газів, рідини можуть текти — ця властивість називається плинністю . Вони можуть чинити опір течії, тобто їм властива в'язкість . На ці властивості впливають сили тяжіння між молекулами, молекулярна маса рідкої речовини та інші фактори. В'язкість рідин приблизно в 100 разів більша, ніж у газів. Так само, як і гази, рідини здатні дифундувати, але набагато повільніше, оскільки частинки рідини упаковані щільніше, ніж частинки газу.
Однією з найцікавіших властивостей рідкого стану, яка не характерна ні для газів, ні для твердих речовин, є поверхневий натяг .
Схема поверхневого натягу рідини На молекулу, що у обсязі рідини, з усіх боків поступово діють міжмолекулярні сили. Однак на поверхні рідини баланс цих сил порушується, внаслідок чого поверхневі молекули знаходяться під дією деякої результуючої сили, яка спрямована всередину рідини. З цієї причини поверхня рідини перебуває у стані натягу. Поверхневе натяг - це мінімальна сила, яка утримує частинки рідини всередині і тим самим запобігає скороченню поверхні рідини.
Будова та властивості твердих речовин
Більшість відомих речовин як природного, так і штучного походження за звичайних умов перебувають у твердому стані. З усіх відомих на сьогодні сполук близько 95% відносяться до твердих речовин, які набули важливого значення, оскільки є основою не лише конструкційних, а й функціональних матеріалів.
- Конструкційні матеріали - це тверді речовини або їх композиції, які використовуються для виготовлення знарядь праці, предметів побуту та інших конструкцій.
- Функціональні матеріали - це тверді речовини, використання яких обумовлено наявністю в них тих чи інших корисних властивостей.
Наприклад, сталь, алюміній, бетон, кераміка належать до конструкційних матеріалів, а напівпровідники, люмінофори – до функціональних.
У твердому стані відстані між частинками речовини маленькі і мають за величиною такий самий порядок, як і самі частки. Енергії взаємодії між ними досить великі, що запобігає вільному руху частинок - вони можуть тільки коливатися щодо певних рівноважних положень, наприклад, навколо вузлів кристалічних ґрат. Нездатність частинок до вільного переміщення призводить до однієї з найбільш характерних рис твердих речовин - наявність власної форми і обсягу. Здатність до стиснення твердих речовин дуже незначна, а щільність висока і мало залежить від зміни температури. Усі процеси, які у твердому речовині, відбуваються повільно. Закони стехіометрії для твердих речовин мають інший і, як правило, більш широкий зміст, ніж для газоподібних та рідких речовин.
Детальний опис твердих речовин є надто об'ємним для цього матеріалу і тому розглядається в окремих статтях: , і .
Агрегатним станом речовини прийнято називати його здатність зберігати свою форму та обсяг. Додаткова ознака – способи переходу речовини їх одного агрегатного стану до іншого. Виходячи з цього, виділяють три агрегатні стани: тверде тіло, рідина та газ. Видимі властивості їх такі:
Тверде тіло зберігає і форму, і обсяг. Може переходити як у рідину шляхом плавлення, так і безпосередньо у газ шляхом сублімації.
- Рідина – зберігає об'єм, але не форму, тобто має плинність. Пролита рідина прагне необмежено розтіктися по поверхні, яку вилита. У тверде тіло рідина може перейти шляхом кристалізації, а газ – шляхом випаровування.
- Газ - не зберігає ні форми, ні обсягу. Газ поза будь-яким вмістилищем прагне необмежено розширитися на всі боки. Перешкодити йому в цьому може лише сила тяжіння, завдяки чому земна атмосфера не розсіюється у космос. У рідину газ переходить шляхом конденсації, а безпосередньо у тверде тіло може перейти шляхом осадження.
Фазові переходи
Перехід речовини з одного агрегатного стану до іншого називається фазовим переходом, оскільки науковий агрегатного стану – фаза речовини. Наприклад, вода може існувати у твердій фазі (лід), рідкій (звичайна вода) і газоподібній (водяна пара).
На прикладі води також добре демонструється. Вивішене у дворі на просушування в морозний безвітряний день відразу промерзає, але через деякий час виявляється сухим: лід сублімує, безпосередньо переходячи у водяну пару.
Як правило, фазовий перехід з твердого тіла в рідину та газ вимагає нагрівання, але температура середовища при цьому не підвищується: теплова енергія йде на розрив внутрішніх зв'язків у речовині. Це так звана прихована теплота. При обернених фазових переходах (конденсації, кристалізації) ця теплота виділяється.
Саме тому такі небезпечні опіки пором. Потрапляючи на шкіру, він конденсується. Прихована теплота випаровування/конденсації води дуже велика: вода у цьому відношенні – аномальна речовина; саме тому і можливе життя Землі. При опіку пором прихована теплота конденсації води «прошпарює» обпалене місце дуже глибоко, і наслідки парового опіку виявляються значно важчими, ніж від полум'я на такій же площі тіла.
Псевдофази
Плинність рідкої фази речовини визначається її в'язкістю, а в'язкість – характером внутрішніх зв'язків, яким присвячений наступний розділ. В'язкість рідини може бути дуже високою, і така рідина може текти непомітно для ока.
Класичний приклад – скло. Воно не тверде тіло, а дуже в'язка рідина. Зверніть увагу, що листи скла на складах ніколи не зберігають прихиленими навскіс до стіни. Вже за кілька днів вони прогнуть під власним тягарем і виявляться непридатними до вживання.
Інші приклади псевдотвердих тіл – шевський вар та будівельний бітум. Якщо забути незграбний шматок бітуму на даху, за літо він розтечеться в коржик і прилипне до основи. Псевдотверді тіла відрізнити від реальних можна за характером плавлення: реальні при ньому або зберігають свою форму, поки відразу не розтечуться (припій при пайці), або опливають, пускаючи калюжі і струмки (лід). А дуже в'язкі рідини поступово розм'якшуються, як той самий вар або бітум.
Надзвичайно в'язкими рідинами, плинність яких не помітна протягом багатьох років та десятиліть, є пластики. Висока їх здатність зберігати форму забезпечується величезною молекулярною вагою полімерів, багато тисяч і мільйонів атомів водню.
Структура фаз речовини
У газовій фазі молекули або атоми речовини відстоять одна від одної дуже далеко, набагато більше, ніж відстань між ними. Взаємодіють вони між собою рідко і нерегулярно, тільки при зіткненнях. Сама взаємодія пружна: зіткнулися, як тверді кульки, і відразу розлетілися.
У рідини молекули/атоми постійно «відчують» один одного за рахунок слабких зв'язків хімічної природи. Ці зв'язки постійно рвуться і відразу знову відновлюються, молекули рідини безперервно переміщаються щодо одне одного, тому рідина і тече. Але щоб перетворити її на газ, потрібно розірвати всі зв'язки відразу, а на це потрібно дуже багато енергії, тому рідина зберігає обсяг.
Вода в цьому відношенні відрізняється від інших речовин тим, що її молекули в рідині пов'язані з так званими водневими зв'язками, досить міцними. Тому вода і може бути рідиною за нормальної для життя температури. Багато речовин з молекулярною масою в десятки та сотні разів більше, ніж у води, в нормальних умовах – гази, як хоча б звичайний побутовий газ.
У твердому тілі всі його молекули міцно стоять на своїх місцях завдяки сильним хімічним зв'язкам між ними, утворюючи кристалічні ґрати. Кристали правильної форми вимагають свого зростання особливих умов і у природі зустрічаються рідко. Більшість твердих тіл є міцно зчеплені силами механічної та електричної природи конгломерати дрібних і дрібних кристаликів – кристаллітів.
Якщо читачеві доводилося бачити, наприклад, тріснуту піввісь автомобіля або чавунний колосник, то зерна кристалітів на зламі там видно простим оком. А на уламках розбитого фарфорового або фаянсового посуду їх можна спостерігати під лупою.
Плазма
Фізики виділяють і четвертий агрегатний стан речовини – плазму. У плазмі електрони відірвані від атомних ядер, і вона є сумішшю електрично заряджених частинок. Плазма може бути дуже щільною. Наприклад, один кубічний сантиметр плазми з надр зірок – білих карликів, важить десятки та сотні тонн.
Плазму виділяють в окремий агрегатний стан, тому що вона активно взаємодіє з електромагнітними полями через те, що її частинки заряджені. У вільному просторі плазма прагне розширитися, остигаючи та переходячи в газ. Але під впливом електромагнітних полів вона може поза судиною зберігати форму та об'єм, як тверде тіло. Ця властивість плазми використовують у термоядерних енергетичних реакторах – прообразах енергоустановок майбутнього.
Питання про те, що такий агрегатний стан, які особливості та властивості мають тверді речовини, рідини і гази, розглядаються в декількох навчальних курсах. Існує три класичні стани матерії, зі своїми характерними рисами будови. Їхнє розуміння є важливим моментом у усвідомленні наук про Землю, живі організми, виробничу діяльність. Ці питання вивчають фізика, хімія, географія, геологія, фізична хімія та інші наукові дисципліни. Речовини, що знаходяться за певних умов в одному з трьох базових типів стану, можуть змінюватись при підвищенні або зниженні температури, тиску. Розглянемо можливі переходи з одних агрегатних станів до інших, як вони здійснюються в природі, техніці та повсякденному житті.
Що таке агрегатний стан?
Слово латинського походження "aggrego" у перекладі російською означає «приєднувати». Науковий термін відноситься до стану одного і того ж тіла, речовини. Існування при певних температурних значеннях та різному тиску твердих тіл, газів та рідин характерно для всіх оболонок Землі. Крім трьох базових агрегатних станів існує ще й четвертий. При підвищеній температурі та незмінному тиску газ перетворюється на плазму. Щоб краще зрозуміти, що таке агрегатний стан, необхідно згадати про найдрібніші частинки, з яких складаються речовини та тіла.
На схемі зверху показані: а - газ; b - рідина; с – тверде тіло. На подібних малюнках кружальцями позначаються структурні елементи речовин. Це умовне позначення, насправді атоми, молекули, іони є суцільними кульками. Атоми складаються із позитивно зарядженого ядра, навколо якого на великій швидкості рухаються негативно заряджені електрони. Знання про мікроскопічну будову речовини допомагають краще зрозуміти відмінності, що існують між різними агрегатними формами.
Уявлення про мікросвіт: від Стародавньої Греції до XVII століття
Перші відомості про частинки, у тому числі складені фізичні тіла, з'явилися торік у Стародавню Грецію. Мислителі Демокріт та Епікур ввели таке поняття, як атом. Вони вважали, що ці дрібні неподільні частинки різних речовин мають форму, певні розміри, здатні до руху і взаємодії один з одним. Атомістика стала найбільш передовим для свого часу вченням Стародавньої Греції. Але її розвиток загальмувався у середні віки. Бо тоді вчених переслідувала інквізиція римської католицької церкви. Тому до нового часу був чіткої концепції, що таке агрегатний стан речовини. Тільки після XVII століття вчені Р. Бойль, М. Ломоносов, Д. Дальтон, А. Лавуазьє сформулювали положення атомно-молекулярної теорії, що не втратили свого значення й у наші дні.
Атоми, молекули, іони - мікроскопічні частинки будови матерії
Значний прорив у розумінні мікросвіту стався у XX столітті, коли було винайдено електронний мікроскоп. З урахуванням відкриттів, зроблених вченими раніше, вдалося скласти струнку картину мікросвіту. Теорії, що описують стан і поведінку дрібних частинок речовини, досить складні, вони відносяться до області Для розуміння особливостей різних агрегатних станів матерії достатньо знати назви та особливості основних структурних частинок, що утворюють різні речовини.
- Атоми – хімічно неподільні частки. Зберігаються у хімічних реакціях, але руйнуються у ядерних. Метали та багато інших речовин атомарної будови мають твердий агрегатний стан за звичайних умов.
- Молекули — частки, що руйнуються та утворюються у хімічних реакціях. кисень, вода, вуглекислий газ, сірка. Агрегатний стан кисню, азоту, діоксидів сірки, вуглецю, кисню за звичайних умов – газоподібний.
- Іони - заряджені частинки, на які перетворюються атоми і молекули, коли приєднують або втрачають електрони - мікроскопічні негативно заряджені частинки. Іонну будову мають багато солі, наприклад куховарська, залізний та мідний купорос.
Є речовини, частинки яких певним чином розташовані у просторі. Упорядковане взаємне становище атомів, іонів, молекул називають кристалічною решіткою. Зазвичай іонні та атомарні кристалічні решітки характерні для твердих речовин, молекулярні – для рідин та газів. Високою твердістю відрізняється алмаз. Його атомні кристалічні грати утворені атомами вуглецю. Але м'який графіт також складається з атомів цього хімічного елемента. Тільки вони по-іншому розташовані у просторі. Звичайний агрегатний стан сірки - твердий, але при високих температурах речовина перетворюється на рідину та аморфну масу.
Речовини у твердому агрегатному стані
Тверді тіла за звичайних умов зберігають обсяг і форму. Наприклад, піщинка, крупинка цукру, солі, шматок гірської породи чи металу. Якщо нагрівати цукор, то речовина починає плавитися, перетворюючись на в'язку коричневу рідину. Припинимо нагрівання – знову отримаємо тверду речовину. Отже, одна з головних умов переходу твердого тіла в рідину – його нагрівання чи підвищення внутрішньої енергії частинок речовини. Твердий агрегатний стан солі, яку використовують у їжу, також можна змінити. Але щоб розплавити кухонну сіль, потрібна більш висока температура, ніж нагрівання цукру. Справа в тому, що цукор складається з молекул, а кухонна сіль - із заряджених іонів, які сильніше притягуються один до одного. Тверді речовини в рідкому вигляді не зберігають своєї форми, тому що кристалічні грати руйнуються.
Рідкий агрегатний стан солі під час розплавлення пояснюється розривом зв'язку між іонами в кристалах. Звільняються заряджені частинки, які можуть витримувати електричні заряди. Розплави солей проводять електрику, є провідниками. У хімічній, металургійній та машинобудівній промисловості тверді речовини перетворюють на рідкі для отримання з них нових сполук або надання їм різної форми. Велике поширення набули сплави металів. Є кілька способів їх одержання, пов'язаних із змінами агрегатного стану твердої сировини.
Рідина — один із базових агрегатних станів
Якщо налити в круглодонну колбу 50 мл води, можна помітити, що речовина відразу ж набуде форми хімічної судини. Але як тільки ми виллємо воду з колби, то рідина одразу розтечеться по поверхні столу. Об'єм води залишиться той самий - 50 мл, а її форма зміниться. Перелічені особливості притаманні рідкої форми існування матерії. Рідинами є багато органічних речовин: спирти, олії, кислоти.
Молоко - емульсія, тобто рідина, у якій знаходяться крапельки жиру. Корисна рідка копалина - нафта. Добувають її із свердловин за допомогою бурових вишок на суші та в океані. Морська вода також є сировиною для промисловості. Її відмінність від прісної води рік і озер полягає у вмісті розчинених речовин, переважно солей. При випаровуванні з поверхні водойм в пароподібний стан переходять лише молекули Н 2 Про розчинені речовини залишаються. На цій властивості засновані методи отримання корисних речовин із морської води та способи її очищення.
При повному видаленні солей одержують дистильовану воду. Вона кипить за 100 °С, замерзає за 0 °С. Розсоли киплять і перетворюються на лід при інших температурних показниках. Наприклад, вода в Північному Льодовитому океані замерзає за температури на поверхні 2 °С.
Агрегатний стан ртуті за звичайних умов – рідина. Цим сріблясто-сірим металом зазвичай заповнюють медичні термометри. При нагріванні стовпчик ртуті піднімається за шкалою, відбувається розширення речовини. Чому ж у використовується підфарбований червоною фарбою спирт, а не ртуть? Пояснюється це властивостями рідкого металу. При 30-градусних морозах агрегатний стан ртуті змінюється, речовина стає твердою.
Якщо медичний термометр розбився, а ртуть вилилася, збирати руками сріблясті кульки небезпечно. Шкідливо вдихати пари ртуті, ця речовина дуже токсична. Дітям у разі треба звернутися по допомогу до батьків, дорослим.
Газоподібний стан
Гази не здатні зберігати свій обсяг, ні форму. Заповнимо колбу доверху киснем (його хімічна формула О 2) . Як тільки ми відкриємо колбу, молекули речовини почнуть змішуватись із повітрям у приміщенні. Це відбувається завдяки броунівський рух. Ще давньогрецький вчений Демокріт вважав, що частинки речовини перебувають у постійному русі. У твердих тілах за звичайних умов атоми, молекули, іони не мають змоги залишити кристалічну решітку, звільнитися від зв'язків з іншими частинками. Таке можливе лише при надходженні великої кількості енергії ззовні.
У рідинах відстань між частинками трохи більша, ніж у твердих тілах, їм потрібно менше енергії для розриву міжмолекулярних зв'язків. Наприклад, рідкий агрегатний стан кисню спостерігається лише за зниження температури газу до -183 °C. При −223 °C молекули 2 утворюють тверду речовину. При підвищенні температури понад наведені значення кисень перетворюється на газ. Саме в такому вигляді він знаходиться за звичайних умов. На промислових підприємствах діють спеціальні установки для поділу повітря атмосфери та отримання з нього азоту та кисню. Спочатку повітря охолоджують і зріджують, а потім поступово підвищують температуру. Азот і кисень перетворюються на гази за різних умов.
Атмосфера Землі містить 21% за обсягом кисню та 78% азоту. У рідкому вигляді ці речовини у газовій оболонці планети не зустрічаються. Рідкий кисень має світло-синій колір, при високому тиску заповнюють балони для використання в медичних закладах. У промисловості та будівництві скраплені гази необхідні для проведення багатьох процесів. Кисень потрібен для газового зварювання та різання металів, у хімії - для реакцій окиснення неорганічних та органічних речовин. Якщо відкрити вентиль кисневого балона, тиск зменшується, рідина перетворюється на газ.
Зріджені пропан, метан та бутан знаходять широке застосування в енергетиці, на транспорті, в промисловості та господарсько-побутовій діяльності населення. Одержують ці речовини з газу або при крекінгу (розщепленні) нафтової сировини. Вуглецеві рідкі та газоподібні суміші відіграють важливу роль в економіці багатьох країн. Але запаси нафти та природного газу сильно виснажені. За оцінками вчених, цієї сировини вистачить на 100-120 років. Альтернативне джерело енергії – повітряний потік (вітер). Використовуються для роботи електростанцій річки, припливи на берегах морів і океанів.
Кисень, як і інші гази, може перебувати у четвертому агрегатному стані, являючи собою плазму. Незвичайний перехід із твердого стану в газоподібний - характерна риса кристалічного йоду. Речовина темно-фіолетового кольору піддається сублімації - перетворюється на газ, минаючи рідкий стан.
Як здійснюються переходи з однієї агрегатної форми матерії до іншої?
Зміни агрегатного стану речовин пов'язані з хімічними перетвореннями, це фізичні явища. При підвищенні температури багато твердих тіл плавляться, перетворюються на рідини. Подальше підвищення температури може призвести до випаровування, тобто газоподібного стану речовини. У природі та господарстві такі переходи характерні для однієї з основних речовин на Землі. Лід, рідина, пара - це стан води за різних зовнішніх умов. З'єднання те саме, його формула — Н 2 О. При температурі 0 °С і нижче цього значення вода кристалізується, тобто перетворюється на лід. При підвищенні температури кристалики, що виникли, руйнуються — лід тане, знову виходить рідка вода. При її нагріванні утворюється випаровування - перетворення води на газ - йде навіть при низьких температурах. Наприклад, замерзлі калюжі поступово зникають, бо вода випаровується. Навіть у морозну погоду мокра білизна висихає, але процес цей більш тривалий, ніж у спекотний день.
Всі перелічені переходи води з одного стану до іншого мають велике значення для природи Землі. Атмосферні явища, клімат та погода пов'язані з випаровуванням води з поверхні Світового океану, перенесенням вологи у вигляді хмар та туману на сушу, випаданням опадів (дощу, снігу, граду). Ці явища становлять основу Світового круговороту води у природі.
Як змінюються агрегатні стани сірки?
За звичайних умов сірка – це яскраві блискучі кристали або світло-жовтий порошок, тобто це тверда речовина. Агрегатний стан сірки змінюється під час нагрівання. Спочатку при підвищенні температури до 190 ° C жовта речовина плавиться, перетворюючись на рухливу рідину.
Якщо швидко вилити рідку сірку в холодну воду, виходить коричнева аморфна маса. При подальшому нагріванні розплаву сірки він стає більш в'язким, темніє. При температурі понад 300 °C агрегатний стан сірки знову змінюється, речовина набуває властивостей рідини, стає рухомою. Ці переходи виникають завдяки здатності атомів елемента утворювати ланцюжки різної довжини.
Чому речовини можуть бути у різних фізичних станах?
Агрегатний стан сірки - простої речовини - твердий за звичайних умов. Діоксид сірки - газ, сірчана кислота - масляниста рідина важча за воду. На відміну від соляної та азотної кислот вона не летюча, з її поверхні не випаровуються молекули. Який агрегатний стан має пластична сірка, яку одержують при нагріванні кристалів?
В аморфному вигляді речовина має структуру рідини, маючи незначну плинність. Але пластична сірка одночасно зберігає форму (як тверда речовина). Існують рідкі кристали, що мають низку характерних властивостей твердих речовин. Таким чином, стан речовини за різних умов залежить від її природи, температури, тиску та інших зовнішніх умов.
Які існують особливості у будові твердих тіл?
Наявні різницю між основними агрегатними станами матерії пояснюються взаємодією між атомами, іонами і молекулами. Наприклад, чому твердий агрегатний стан речовини призводить до здатності тіл зберігати обсяг і форму? У кристалічній решітці металу чи солі структурні частинки притягуються друг до друга. У металах позитивно заряджені іони взаємодіють із так званим «електронним газом» — скупченням вільних електронів у шматку металу. Кристали солей виникають завдяки тяжінню різноіменно заряджених частинок - іонів. Відстань між перерахованими структурними одиницями твердих тіл набагато менша, ніж розміри самих частинок. У цьому випадку діє електростатичне тяжіння, воно надає міцності, а відштовхування недостатньо сильне.
Щоб зруйнувати твердий агрегатний стан речовини, треба докласти зусиль. Метали, солі, атомні кристали плавляться за дуже високих температур. Наприклад, залізо стає рідким за нормальної температури вище 1538 °З. Тугоплавким є вольфрам, з нього виготовляють нитки розжарювання електричних лампочок. Є сплави, які стають рідкими за температури понад 3000 °С. Багато хто на Землі перебуває у твердому стані. Добувають цю сировину за допомогою техніки у шахтах та кар'єрах.
Для відриву навіть одного іона від кристала необхідно витратити велику кількість енергії. Але ж достатньо розчинити сіль у воді, щоб кристалічні грати розпалися! Це пояснюється надзвичайними властивостями води як полярного розчинника. Молекули Н 2 Про взаємодіють із іонами солі, руйнуючи хімічний зв'язок між ними. Таким чином, розчинення – це не просте перемішування різних речовин, а фізико-хімічна взаємодія між ними.
Як взаємодіють молекули рідин?
Вода може бути рідиною, твердою речовиною та газом (пором). Це її основні агрегатні стани за звичайних умов. Молекули води складаються з одного атома кисню, з яким пов'язані два атоми водню. Виникає поляризація хімічного зв'язку у молекулі, на атомах кисню утворюється частковий негативний заряд. Водень стає позитивним полюсом у молекулі, притягується атомом кисню іншої молекули. Це отримало назву «водневий зв'язок».
Рідкий агрегатний стан характеризують відстані між структурними частинками, які можна порівняти з їх розмірами. Тяжіння існує, але воно слабке, тому вода не зберігає форму. Пароутворення відбувається через руйнування зв'язків, що йде на поверхні рідини навіть за кімнатної температури.
Чи існують міжмолекулярні взаємодії у газах?
Газоподібний стан речовини за рядом параметрів відрізняється від рідкого та твердого. Між структурними частинками газів є великі проміжки, що набагато перевищують розміри молекул. При цьому сили тяжіння не діють. Газоподібний агрегатний стан притаманний речовин, присутніх у складі повітря: азоту, кисню, діоксиду вуглецю. На малюнку нижче перший куб заповнений газом, другою рідиною, а третій – твердою речовиною.
Багато рідин є летючими, з їхньої поверхні відриваються і переходять у повітря молекули речовини. Наприклад, якщо до отвору відкритої пляшки з соляною кислотою піднести ватку, змочену в нашатирному спирті, з'являється білий дим. Прямо в повітрі відбувається хімічна реакція між соляною кислотою та аміаком, виходить хлорид амонію. У якому агрегатному стані знаходиться ця речовина? Його частинки, що утворюють білий дим, є дрібні тверді кристали солі. Цей досвід слід проводити під витяжкою, речовини є токсичними.
Висновок
Агрегатний стан газу вивчали багато видатних фізики та хіміки: Авогадро, Бойль, Гей-Люссак, Клайперон, Менделєєв, Ле-Шательє. Вчені сформулювали закони, що пояснюють поведінку газоподібних речовин у хімічних реакціях, за зміни зовнішніх умов. Відкриті закономірності не лише увійшли до шкільних та вузівських підручників фізики та хімії. Багато хімічні виробництва засновані на знаннях про поведінку та властивості речовин, що перебувають у різних агрегатних станах.
