Агрегатные состояния вещества (окончание)

Атомы и молекулы веществ, которые мы считаем «твёрдыми», взаимодействуют настолько сильно, что при комнатной температуре это взаимодействие удерживает атомы в узлах кристаллической решётки². Поэтому железо, например, находится в кристаллическом состоянии. При нагревании кинетическая энергия хаотического движения атомов увеличивается, и при 1539 °С это движение разрушает кристаллическую структуру: железо плавится. При дальнейшем нагревании энергия хаотического движения атомов становится настолько большой, что связи между ними разрываются, и при 3200 °С железо становится газом.

² При этом они совершают хаотические колебания, обусловленные тепловым движением.

А вот молекулы веществ, которые мы привычно считаем газами, взаимодействуют друг с другом слабее. Энергии их хаотического движения даже при комнатной температуре хватает на то, чтобы разрывать связи между молекулами. Поэтому, например, водород при комнатной температуре является газом. Но если понизить температуру до -253 °С, то кинетическая энергия хаотического движения молекул уменьшится настолько, что вследствие даже слабого взаимодействия они начнут «прилипать» друг к другу при столкновениях. Водород станет превращаться в жидкость. При дальнейшем охлаждении роль взаимодействия молекул будет становиться всё больше, и при -259 °С образуется кристаллический водород.

3. Может ли одно и то же вещество находиться одновременно в трёх разных состояниях? Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.

Почему свойства всех газов очень похожи, а свойства жидкостей и твёрдых тел различны?

Опыты показывают, что свойства различных газов очень сходны (ниже мы рассмотрим это подробно). А вот твёрдые тела и жидкости сильно разнятся по своим свойствам.

Объясняется это тем, что молекулы газов взаимодействуют только при сравнительно редких столкновениях. Поэтому свойства газов определяются в основном движением молекул. А оно во всех газах одинаково: между столкновениями молекулы движутся равномерно и прямолинейно³.

³ Молекулы, состоящие из двух или большего числа атомов, могут ещё вращаться и совершать колебания. Это приводит к некоторым отличиям в свойствах газов.

Свойства же твёрдых тел и жидкостей определяются в основном взаимодействием атомов и молекул. А поскольку атомы и молекулы различных веществ взаимодействуют поразному, то и свойства жидкостей и твёрдых тел чрезвычайно разнообразны.

<<< К началу