Çfarë është gjendja fizike? Gjendja e materies

Pyetjet në lidhje me atë gjendjen e grumbullimi, çfarë përmban dhe prona janë solids, lëngjeve dhe gazeve janë të mbuluara në disa kurse trajnimi. Ka tre shtete klasike të materies, me tiparet e saj karakteristike strukturës. kuptimi i tyre është një pikë e rëndësishme për të kuptuar shkencat tokës, organizmat e gjallë të aktivitetit industrial. Këto çështje janë duke studiuar fizikë, kimi, gjeografi, gjeologji, kimi fizike dhe disiplina të tjera shkencore. Substancat janë, në kushte të caktuara, në njërën nga tri lloje themelore të shteteve mund të ndryshohet duke rritur ose ulur temperaturën, presionin. Konsideroni tranzicionit mundshme nga një shtet në tjetrin, si ato ndodhin në natyrë, artit dhe jetës së përditshme.

Çfarë është gjendja fizike?

Fjalë me origjinë latine "aggrego" përkthyer në mjetet ruse "të bashkëngjitni". Termi shkencor i referohet një shtet të së njëjtës substancë të trupit. Ekzistenca e nën vlerat e caktuara të temperaturës dhe presionit solids ndryshme, gazrave dhe lëngjeve është tipike për të gjithë predha e Tokës. Përveç tre shtetet bazë të grumbullimit, ka edhe një të katërt. Në temperaturë të ngritur dhe të gazit presion të vazhdueshëm është konvertuar në plazma. Për të kuptuar më mirë se çfarë gjendja e grumbullimi, është e nevojshme të kujtojmë grimcat më të vogla që përbëjnë çështje dhe trupin.

Në skemën e treguar më lart: dhe - me gaz; b - një likuid; me - solid. Në këto shifra qarqet janë shënuar elementeve strukturore substanca. Ky simbol, në fakt, atomet, molekulat, jonet nuk janë topat e ngurta. Atomet përbërë nga thelbi ngarkuar pozitivisht rreth të cilit janë duke lëvizur me shpejtësi të elektroneve të ngarkuara negativisht. Njohja e strukturës mikroskopike e materialit për t'ju ndihmuar të kuptoni më mirë dallimet që ekzistojnë në mes të formave të ndryshme agregate.

Ide rreth Microworld: nga Greqia e lashtë deri në shekullin XVII

Informacioni i parë për grimcat, të cilat trupi fizik palosur, u shfaq në Greqinë e lashtë. Mendimtarë Demokrit dhe epikurian futur një konceptit si një atom. Ata besonin se grimcat më të vogla të pandashme të substancave të ndryshme kanë një formë të përcaktuar madhësinë, të aftë për të lëvizjes dhe bashkëveprimit me njëri-tjetrin. Atomizmit ishte më e avancuar për kohën e saj, mësimet e Greqisë së lashtë. Por zhvillimi i saj ngecur në mesjetë. Që atëherë shkencëtarët ndoqi inkuizicionit të Kishës Katolike Romake. Prandaj, deri në kohët moderne nuk kishte koncept i qartë i asaj gjendjes së materies. Vetëm pas shkencëtarët shekullin e XVII Robert Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton, Lavoisier formuluar teorinë atomike-molekulare, nuk e kanë humbur rëndësinë e tyre sot.

Atomet, molekulat, joneve - grimcat mikroskopike të strukturës lëndës

Një përparim i madh në të kuptuarit e mikrokozmos ka ndodhur në shekullin e XX, kur mikroskop elektron u shpik. Në pikëpamje të zbulimeve të bëra nga shkencëtarët më parë, ka arritur për të hedhur poshtë një pamje koherente të Microworld. Teoria që përshkruan gjendjen dhe sjelljen e grimcave më të vogla të materies, mjaft komplekse, ata i përkasin në fushën e fizikës kuantike. Për kuptimin e shteteve të ndryshme agregate të materies mjaftueshme për të dini emrat dhe karakteristikat strukturore të grimcave themelore që formojnë substanca të ndryshme.

1. Atome - kimikisht particles pandashme. Ruhet në reaksionet kimike, por janë shkatërruar në bërthamore. Metale dhe shumë materiale të tjera të strukturës atomike janë shtet solid agregate në kushte normale.
2. Molekulat - grimca të cilat janë të formuara dhe shkatërruar në reaksione kimike. Struktura molekulare janë oksigjen, ujë, dioksid karboni, squfur. gjendja fizike i oksigjenit, azotit, dioksid squfuri, karbon, oksigjen, në kushte konvencionale - gaztë.
3. Joneve - grimcave të ngarkuara, të cilat janë të konvertuar në atomet dhe molekulat që janë të bashkangjitur ose humbasin elektrone - grimcat mikroskopike ngarkuar negativisht. strukturë jonik kanë një shumë të kripe, të tilla si sodium, hekuri dhe sulfate bakrit.

Çdo substancë, e cila grimcat janë të rregulluar në një mënyrë të caktuar në hapësirë. Pozita urdhëroi relative e atomeve, joneve, molekulat e quajtura grilë. Në mënyrë tipike, jonik dhe atomik kristalor grilë karakterizuar për ngurta molekulare - për lëngje dhe gazrave. fortësi të lartë e diamanti është e ndryshme. kristalor grilë saj atomik formuar nga atome karboni. Por grafit butë gjithashtu përbëhet nga atomet e një elementi kimik. ata janë vetëm duke shpërndarë ndryshe në hapësirë. Mesatar agregat squfurit shtet - e ngurta, por në temperatura të larta materiali bëhet në masë të lëngshme dhe amorf.

Substancë në gjendje të ngurtë

Solids nën kushte normale të ruajtura volum dhe formë. Për shembull, gruri, grurë e sheqer, kripë, një copë shkëmb ose metali. Nëse ju ngrohjes sheqer, substanca fillon të shkrihet, duke e kthyer në një lëng i trashë ngjyrë kafe. Stop ngrohje - përsëri për të dhënë një të ngurta. Kështu që një prej kushteve kryesore të trupit të ngurtë të tranzicionit të lëngshme - ngrohje atë ose rritjen e energjisë të brendshëm të grimcave të lëndës. kripë shtet të ngurta, e cila është përdorur në ushqim, gjithashtu, mund të ndryshojë. Por në mënyrë të shkrihet klorid natriumi, nevojë për një temperaturë më të lartë se sa me sheqer ngrohje. Fakti se sheqeri është i përbërë nga molekula, dhe kripë - e joneve të ngarkuara, të cilat janë tërhequr me forcë me njëri-tjetrin. Solids nuk e ruajnë formën e tyre në formë të lëngshme, për shkak se lattices kristal janë shkatërruar.

gjendje të lëngët nga shkrirja kripë është për shkak të thyej komunikimin në mes të joneve në kristale. Përjashtojë grimca të ngarkuara që mund të bartin akuzat elektrike. kripëra derdhje të zhvillojë energji elektrike, janë të përçuesve. Në kimike, metalurgjike dhe inxhinieri industritë solids janë konvertuar në të lëngshme për një prej komponimeve të romanit ose të dhënë forma të ndryshme. Nuk ishte përdorimi i gjerë i lidhjeve metalike. Ka disa mënyra për marrjen e përfshirë me ndryshimet gjendjen e grumbullimi i materialeve të ngurta të para.

Likuid - një nga shtetet baze te agregimit

Kur derdhur në një balonë të rrumbullakët poshtme me 50 ml ujë, mund të shihet se materiali do të formojnë thes menjëherë kimike. Por, sa më shpejt që ne të derdh ujin nga balonë, të lëngshme menjëherë të përhapet në sipërfaqen e tabelës. Vëllimi i ujit do të mbetet e njëjtë - 50 ml, dhe forma e tij do të ndryshojë. Këto karakteristika janë karakteristikë e formë të lëngshme e ekzistencës së materies. Lengje shumë substanca organike: alkoolet, vajra vegjetale, acide.

Milk - .. Një emulsioni, pra, të lëngshme në të cilin pikat yndyrë janë gjetur. Dobishëm likuid fosil - vaj. Ekstrakt nga puset me rigs naftës në tokë dhe në oqean. uji i detit është gjithashtu një lëndë e parë për industrinë. Ajo ndryshon nga liqenet ujë të freskët dhe lumenj është për të mbajtur substancat e tretur, kryesisht kripëra. Me pellgje sipërfaqe avullimit në të hyrat e avullit shtetërore vetëm molekula e H ₂ O, solucioneve te permendur mbeten. Në këtë pronë bazuar metodat e marrjes së ushqyesve nga uji i detit dhe si për të pastruar atë.

Kur heqja e plotë e kripërave të përgatitura me ujë të distiluar. Ai vlon në 100 ° C, ngrin në 0 ° C. Brines vlim dhe të kthehet në akull në tregues të tjerë të temperaturës. Për shembull, uji në Oqeanin Arktik ngrin në një temperaturë në sipërfaqe 2 ° C.

gjendja fizike e merkurit në kushte normale - të lëngshme. Ky metal argjendi-gri është e mbushur zakonisht me termometër mjekësore. Kur të nxehtë, zhiva rritet në shkallë, nuk është një agjent zgjerim. Pse në të termometra rrugë përdorin ngjyrë me alkool bojë të kuqe në vend të merkurit? Kjo shpjegohet me vetitë e metalit të lëngët. Në 30 gradë nën zero merkurit ndryshimeve shtetërore totale, materiali bëhet solide.

Nëse termometër mjekësore theu dhe derdhi merkur, topat argjendi për të mbledhur të armëve të rrezikshme. Dëmshme për thith avujt e merkurit, ajo është një substancë shumë toksike. Fëmijët në raste të tilla është e nevojshme për të kërkuar ndihmën e prindërve, të rriturit.

gjendje të gaztë

Gaza nuk është në gjendje për të ruajtur ose vëllim ose formën e tij. Mbushur enë deri oksigjenit siperm (formula e tij kimike O _2). Sapo kemi hapur balonë, molekulat e substancës do të jetë përzier me ajrin në dhomë. Kjo është për shkak të lëvizje Brownian. Shkencëtari i lashtë grek Democritus besohet se grimcat rëndësi se janë në lëvizje të vazhdueshme. Solids nën normale kushtet, atomet, molekulat, joneve, nuk ka asnjë mundësi për të lënë grilë kristal, të lirë nga komunikimet me grimcat e tjera. Kjo është e mundur vetëm kur një sasi e madhe e energjisë nga jashtë.

Në lëngje, distanca në mes grimcave është pak më e madhe se sa në solids, ata kërkojnë më pak energji për të thyer lidhjet ndërmolekulare. Për shembull, shteti lëngshme totale e oksigjenit është vërejtur vetëm në temperaturë më të ulët të gazit në -183 ° C. Në -223 ° C O ₂ molekulë të formuar një solid. Kur temperatura ngrihet mbi vlerat e dhëna konvertuar në gaz oksigjenit. Në këtë formë është në kushte normale. Në objektet industriale të ketë instalim të veçantë për ndarjen atmosferën e ajrit dhe marrjen prej saj azotit dhe oksigjenit. Së pari, ajri është ftohur dhe të lëngët, dhe pastaj gradualisht të rritur temperaturën. Azoti dhe oksigjeni janë konvertuar në gazrave në kushte të ndryshme.

atmosfera e tokës përmban 21% nga volumi i oksigjenit dhe 78% azot. Në formë të lëngshme, këto substanca nuk gjenden në zarfin gaztë të planetit. oksigjen i lëngët ka një dritë ngjyrë blu, ajo është e mbushur me cilindra presion të lartë për përdorim në objektet mjekësore. Në industri dhe ndërtim, gazeve të lëngshëm janë të nevojshme për shumë procese. Oxygen është e nevojshme për saldim me gaz dhe prerje metale, Kimi - për reagimet inorganike dhe organike çështje oksidimi. Nëse valvula cilindër oksigjeni hapur, presioni është reduktuar, të lëngshme kthehet në gaz.

Lëngshëm propan, butan metan dhe janë përdorur gjerësisht në energji, transport, industri dhe aktivitetet e brendshme të popullsisë. Këto substanca merret nga gazi natyror ose plasaritje (copëtim) e feedstock naftës. lëngshme të karbonit dhe përzierje të gaztë të luajnë një rol të rëndësishëm në ekonominë e shumë vendeve. Por rezervat e naftës dhe të gazit natyror janë varfëruar rëndë. Shkencëtarët vlerësojnë se ky material do të zgjasë për 100-120 vjet. burim alternativ i energjisë - rrjedha e ajrit (era). Përdoret për termocentralet e shpejtë rrjedhin lumenj, Tides në brigjet e deteve dhe oqeaneve.

Oksigjeni, si dhe gazra të tjera që mund të jenë në gjendjen e katërt të grumbullimit, që përfaqëson një plazma. tranzicioni të pazakontë nga të ngurta në gjendje të gaztë - një tipar karakteristik i jodit kristaltë. Substancë e errët nënshtrohet purple lartësim - kthehet në një gaz pa kaluar nëpër një gjendje të lëngët.

Si tranzicionit nga një agregat në një formë tjetër të materies?

Ndryshimet në gjendjen agregate të substancave nuk janë të lidhura me transformimet kimike, ky fenomen fizik. Kur temperatura rritet, shumë solids shkrihen në një lëng. Rritja e mëtejshme e temperaturës mund të çojë në avullimit, pra në gjendje të gaztë e materies. Natyra dhe ekonomia, tranzicionit të tilla janë karakteristikë e një nga substancat më të rëndësishme në Tokë. Akullore, të lëngshme, avull, - nje gjendje e ujit në mjedise të ndryshme. Komponimi është i njëjtë, formula e saj - H ₂ O. Në një temperaturë prej 0 ° C dhe më poshtë ky ujë kristalizohet, që është konvertuar në akullit. Si rritet temperatura shkaktohet Kristal janë shkatërruar - akulli shkrihet, uji të lëngshme është marrë përsëri. Formuar ndërsa ngrohje me avull. Avullimi - transformimi i ujit në gaz - është edhe në temperatura të ulëta. Për shembull, pellgje të ngrirë gradualisht zhduken, sepse uji avullohet. Edhe në mot të ftohtë thahet rroba me lagështi, por procesi është më e gjatë se sa që në një ditë të nxehtë.

Të gjitha këto tranzicionit të ujit nga një shtet në tjetrin janë thelbësore për natyrën e Tokës. kushtet atmosferike, klima dhe moti lidhur me avullimit të ujit nga sipërfaqja e oqeanit, transferimin e lagështisë në formën e reve dhe mjegull mbi tokë, reshje (shi, borë, breshër). Këto fenomene janë baza e ciklit të ujit në botë.

Si për të ndryshuar gjendjen e bashkimit të squfurit?

Në kushte të zakonshme të squfurit - .. është kristale të ndritshme shkëlqim ose pluhur dritë të verdhë, dmth të ngurta. ndryshimet fizike squfurit shtetërore kur të nxehtë. Së pari, temperatura është ngritur në 190 ° C shkrihet verdhë të ngurta, duke u bërë një lëng celular.

Nëse shpejt pour squfurit të lëngët në ujë të ftohtë, ajo kthehet në masë kafe amorf. Mbi ngrohjen e mëtejshme squfuri shkrirë bëhet e errët më i trashë. Në temperaturë mbi 300 ° C sulfur agregat shtet përsëri ndryshon, substanca bëhet pronat fluide, bëhet e luajtshme. Këto tranzicionit janë për shkak të aftësisë së atomeve anëtare formojnë zinxhirët e gjatesite e ndryshme.

Pse ka rëndësi mund të jetë në shtete të ndryshme fizike?

Fizik sulfur shtet - substance thjeshtë - është solid në kushtet e ambientit. dioksid squfuri - gaz, acid sulfurik - një likuid vaj është e rëndë se ujit. Ndryshe nga acidet klorhidrik dhe nitrik nuk është e paqëndrueshme, sipërfaqja e saj nuk zhduket molekule. Atë që është gjendja e grumbullimit të squfurit plastik, i cili është marrë nga ngrohja Kristal?

Forma amorf ka një strukturë të substancës të lëngshme, duke fluiditetit të ulët. Por squfuri plastike në të njëjtën kohë ruan formën e saj (si të ngurta). Nuk janë kristale të lëngshme, posedojnë një numër të pronave karakteristike të solids. Kështu, shteti i substancës nën kushte të ndryshme varet nga natyra e saj, temperaturës, presionit dhe kushtet e tjera të mjedisit.

Cilat janë karakteristikat në strukturën e solids?

Dallimet në mes shteteve themelore agregate të materies shpjegohen nga ndërveprimi mes atomeve, joneve dhe molekulave. Për shembull, pse një shtet solid e materies çon në aftësinë për të mbajtur madhësinë e trupit dhe formë? Në kristal hekurat e kripes metalike ose grimcave strukturore janë tërhequr me njëri tjetrin. Në metale, ngarkuar pozitivisht joneve të ndërveprojnë me të ashtuquajturin "gaz elektronike" - akumulimin e elektroneve të lira në pjesë metalike. Kristalet e kripërave janë për shkak të thithja e grimcave të ngarkuara oppositely - joneve. Distanca në mes të njësive strukturore të solids mësipërme është shumë më pak se dimensionet e vetë grimcave. Në këtë rast, aktet elektrostatike tërheqëse, ajo jep forcë, dhe neveri nuk është mjaft e fortë.

Për të shkatërruar gjendjen solide të materies, ne duhet të bëjmë një përpjekje. Metale kripëra, kristalet atomike shkrihen në temperatura shumë të larta. Për shembull, hekuri bëhet lëngshme në temperaturë mbi 1538 ° C. Pabindur është tungsten, ajo është prodhuar nga filament për llamba fije e hollë. Nuk janë lidhjet që bëhen të lëngshme në temperaturë mbi 3000 ° C. Shumë shkëmbinj dhe mineralet në tokë janë në gjendje të ngurtë. Kjo lëndë e parë është nxjerrë me ndihmën e teknologjisë në minierat dhe guroret.

Tear edhe një jon e vetme e kristal është e nevojshme të shpenzojnë sasi të mëdha të energjisë. Por kjo është e mjaftueshme për të shpërndarë kripë në ujë në grilë kristal është shkatërruar! Ky fenomen është për shkak të pronave të mahnitshme e ujit si tretës polare. H ₂ O molekula reagon me joneve kripë, shkatërrimin lidhja ndërmjet tyre. Kështu, shpërbërja - nuk është përzierje e thjeshtë e substancave të ndryshme, dhe ndërveprimin fizike-kimike në mes tyre.

Si për të bashkëvepruar me molekulat e lëngjeve?

Uji mund të jetë një të lëngshme, të ngurta dhe të gazit (me avull). Kjo është gjendja e saj kryesore agregate në kushte normale. Molekulat e ujit janë të përbërë nga një atom oksigjeni, e cila është e lidhur me dy atome hidrogjen. Atje polarizimi i lidhje kimike në molekulë, shfaqet në atome oksigjeni ngarkuar pjesshëm negative. Hidrogjeni bëhet pol pozitiv në molekulë, ajo është e tërhequr nga një atom oksigjeni i një molekule. Kjo është bashkëveprimi i dobët ka qenë quajtur "lidhje hidrogjeni".

shtet likuid agregat karakterizuar nga distanca midis grimcave strukturore të madhësisë të krahasueshme. Tërheqjen ekziston, por ajo është e dobët, kështu që uji nuk ruajë formën. Avullimit të ndodh për shkak të shkatërrimit të obligacioneve, që ndodhet në sipërfaqen e ujit edhe në temperaturën e dhomës.

A ka ndërveprime ndërmolekulare në gazet?

një numër i parametrave gjendje të gaztë e materies dallohet nga të ngurta dhe të lëngshme. Midis grimcave strukturore të gazit, ka boshllëqe të mëdha, tani tejkalon madhësinë e molekulave. Në këtë rast, forca e tërheqjes nuk punon. Gjendja e gaztë i agregimit karakteristikë e substancave të pranishme në përbërjen e ajrit: azot, oksigjen, dyoksid karboni. Figura më poshtë kubike e parë të mbushur me gaz, një lëng i dytë, dhe i treti - një substancë të ngurta.

Shumë lëngje janë të paqëndrueshme, të shkëputur nga sipërfaqja e tyre dhe të shkojnë në molekulat e ajrit substancë. Për shembull, në qoftë se vrimë të hapur shishe me acid klorhidrik të sjellë leshi pambuku ngjyhet në amoniakut të lëngët, që shfaqet tymi të bardhë. Direkt në ajrin shkakton një reaksion kimik midis acidit klorhidrik dhe amoniakut, klorur amoni perftohet. Në të cilën shteti i grumbullimit është kjo stuff? Grimcat e saj formimin tym të bardhë, janë kristalet më të vogla të ngurta kripë. Kjo përvojë duhet të kryhet nën kapuç, ajo është toksike.

përfundim

gazi fizike shtet studiuar nga shumë fizikantë të shquar dhe kimistë: numri Avogadro së, Boyle, Gay-Lussac, Clapeyron, Mendelejevit, Le Chatelier. Shkencëtarët formuluar ligjet që shpjegojnë sjelljen e substancave të gazta në një reaksion kimik, si kushte ndryshim. Ligjet e hapura jo vetëm shkoi në tekstet shkollore dhe universitare të fizikës dhe kimisë. Shumë prodhimit kimike bazuar në njohuritë e sjelljes dhe vetitë e substancave në shtete të ndryshme agregate.