Три состояния вещества: молекулярное строение твердых
тел, жидкостей и газов.
Все предметы и вещи, которые окружают нас каждый день,
состоят из различных веществ. При этом мы привыкли считать предметами и вещами
только что-то твердое – например, стол, стул, чашку, ручку, книгу и так далее.
Три
состояния вещества
А воду из-под крана или пар, идущий от горячего чая, мы за
предметы и вещи как бы не считаем. Но ведь всё это также является частью
физического мира, просто жидкости и газы находятся в другом состоянии вещества.
Итак, существует три состояния
вещества: твердое,
жидкое и газообразное. И любое вещество может находиться в каждом из этих
состояний по очереди. Если мы достанем куб льда из морозильника и будем его
нагревать, то он растает и превратится в воду. Если же мы оставим конфорку
включенной, то вода нагреется до 100 градусов по Цельсию и вскоре превратится в
пар. Таким образом, одно и то же вещество, то есть один и тот же набор молекул,
мы по очереди наблюдали в разных состояниях вещества. Но если молекулы остаются
одни и те же, что же тогда меняется? Почему лед – твердый и сохраняет свою
форму, вода – легко принимает форму чашки, а пар – и вовсе разлетается в разные
стороны? Всё дело в молекулярном строении.
Молекулярное строение твердых тел таково,
что молекулы расположены друг к другу очень близко (расстояние между молекулами
намного меньше размеров самих молекул), а сдвинуть с места молекулы при таком
расположении очень трудно. Поэтому твердые тела сохраняют объем и держат форму. Молекулярное
строение жидкости характеризуется
тем, что расстояние между молекулами приблизительно равно размеру самих
молекул, то есть молекулы расположены уже не так близко, как в твердых телах. А
значит, их легче двигать друг относительно друга (поэтому жидкости так легко
принимают другую форму), но сила притяжения молекул все еще достаточна, чтобы
молекулы не разлетались и сохраняли объем. А вот молекулярное
строение газа, напротив, не позволяет газу ни держать объем, ни
сохранять форму. Причина в том, что расстояние между молекулами газа намного
больше размеров самих молекул, и даже малейшие силы способный разрушить эту
шаткую систему.
Причина
перехода вещества в другое состояние
Теперь выясним в чем же причина перехода вещества из одного
состояния в другое. Например, почему лед при нагревании становится водой. Ответ
прост: тепловая
энергия конфорки переходит во внутреннюю энергию молекул льда. Получив эту
энергию, молекулы льда начинают колебаться все быстрее и быстрее и, в конце
концов, выходят из подчинения соседних молекул. Если мы выключим нагревательный
прибор, то вода так и останется водой, если же оставим включенным, то вода
превратится в пар по уже известной там причине.
Из-за того, что твердые тела сохраняют объем и форму, именно они у
нас ассоциируются с окружающим миром. Но если мы посмотрим внимательно, то
обнаружим, что газы и жидкости также занимают важную часть физического мира.
Например, окружающий нас воздух состоит из смеси газов, главный из которых,
азот, тоже может быть жидкостью – но для этого его надо охладить до температуры
почти минус 200 градусов по Цельсию. А вот главный элемент обычной лапочки –
вольфрамовую нить – можно расплавить, то есть превратить в жидкость, наоборот
только при температуре 3422 градусов по Цельсию.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.