Zbirno stanje materije

Fizičko ili agregatno stanje materije karakteriše njegova specifična svojstva pod određenim uslovima (pritisak i temperatura). To može biti čvrsta, tečna ili gasovita. Promena agregatnog stanja supstance dovodi do promjene u njegovim fizičkim svojstvima (gustina, entropija, slobodna energija). Biti u čvrstom stanju, on je u stanju da održava fiksni volumen i oblik. Prelaskom u tečnost, sa istom zapreminom, mijenja oblik, prilagođavajući se plovilu ili kontejneru. Kao gasovita, ova ista supstanca ne zadržava ne samo oblik, već i zapreminu, pošto se, širenjem, popunjava čitav prostor.

Na primer, agregatno stanje vode može biti čvrsta, tečna ili gasovita. U ovom slučaju, hemijska formula (H2O) i sastav molekula (dva atoma vodika i jedan atom kiseonika) se ne menjaju. Na temperaturama od 0 ° C i niže je u čvrstom stanju i naziva se led. Od 0 ° S i do 99,944 ° S je bezbojna (za male zapremine) prozirna tečnost, koja nema miris i ukus. Na temperaturi od 99.944 ° C prelazi u gasnu fazu i naziva se vodena para. Ovaj primjer pokazuje da se agregatno stanje supstance menja s promjenama vanjskih uslova. U ovom slučaju, s gotovo nepromijenjenim ambijentalnim pritiskom, ali promenom temperature, led se topi na 0 ° C i pretvara u vodu, koja se svodi na 99,944 ° C i upari u paro.

Voda, koja se može reći, razlikuje se u njenim svojstvima, u različitim agregatnim stanjima. Gustina leda je 0.917 g / cm³, tečna voda u standardnim uslovima od 0.9982 g / cm³, vodena para (takođe pod standardnim uslovima) je manja od 0.001 g / cm³. Dinamička viskoznost vode na tačku taloženja leda (tačka smrzavanja vode) je: μ = 1.793 · 103 Pa · s, a kod 20 ° C dinamička viskoznost vode je: μ = 1,003 · 10 ³³ Pa · s. Zbog toga se agregatno stanje supstance i njegovih osobina menja tokom faze tranzicije. Ova tranzicija karakteriše tačka topljenja (od čvrste materije postaje tečnost) jednaka temperaturi kristalizacije (tečnost se čvrsti) i tačka ključanja (tečnost prelazi u plin) jednaka temperaturi kondenzacije (gas postaje tečnost).

Treba naglasiti da agregatno stanje supstance zavisi i od njegovog sastava. Tako, na primjer, pod istim spoljnim uvjetima, različite supstance se razlikuju u njihovim svojstvima. U standardnim uslovima, voda H2O je tečnost. Vodonik H2 i kisik O2 su gasovi. Iron Fe je čvrsta materija (njegova tačka topljenja je 1538.9 ° C, tačka ključanja 2860.9 ° C). Ali isto agregatno stanje za različite supstance može imati neke sličnosti.

Na primer, relativno male intermolekularne sile su karakteristične za gasove. Dakle, njihovi molekuli su na velikoj udaljenosti jedan od drugog. Kao rezultat toga, gasovi mogu snažno ugovoriti. Molekuli gasova se konstantno kreću, a kretanje je haotično. Ovo objašnjava sposobnost gasnih supstanci da jednako popunjavaju celu zapreminu sa kojom su obezbeđeni: gasovi stiču oblik i zapreminu kontejnera u kojem se nalaze.

Tečne tečnosti između gasovitih i čvrstih supstanci zauzimaju srednju poziciju. Sa porastom temperature, oni postaju više poput gasova, a sa smanjenjem temperature, više su poput čvrstih materija. Molekuli tečnosti su gusto postavljeni zbog značajnih sila privlačnosti između njih. Rendgenske studije pokazale su da imaju nekolicinu rudimentacija koja liči na kristalnu strukturu.

Čvrste materije uvek imaju određene oblike i količine. Da bi ih promjenili, neophodno je potruditi, jer su molekuli, atomi i ioni tesno povezani. Čestice čvrste materije ne mogu se slobodno kretati, jer zadržavaju zajednički aranžman i vrše poređane oscilacije oko centara ravnoteže. Poznata su dva stanja čvrstih materija - amorfna i kristalna. Kristali ovog drugog karakteriše oblik za njih. Na primjer, kristali natrijum hlorida NaCl podsjećaju na oblik kocke, kalij nitrat KNO3 - prizma i tako dalje. Struktura amorfnih molekula su nasumično agregirani molekuli. Za razliku od kristalnih supstanci koje se rade na određenoj temperaturi, amorfne karakteriše širok spektar tačke topljenja. Ponekad se tretiraju kao tečnost sa vrlo visokim viskozitetom. Kada se uslovi pod kojima se supstanca solidira promeni, mogu se dobiti iu kristalnom iu amorfnom stanju.

Zbirno stanje materije ponekad se opisuje kao plazma ili tečni kristali. Ali to nije sasvim ispravna definicija. Pitanje zahteva odvojenu i detaljniju studiju, pa u ovom članku ovo stanje materije ne utiče.