Агрегатные состояния вещества

Вода, лед, пар. Что их объединяет? Да, правильно, это все вода — в разных своих состояниях. Такие состояния называют агрегатными состояниями вещества.

Принято считать, что существует три состояния, в котором может находиться вещество: газ, жидкость и твердое тело. На самом деле, физика выделяет еще одно основное состояние: плазма. А не основных — еще под десяток. Например, обычное стекло. На вид — твердое тело. Но структурно - это особый вид твердого аморфного вещества, называемый стеклообразным, которое имеет некоторые признаки жидкости. Чрезвычайно вязкой, но все-таки жидкости.

Любое вещество, любые предметы, все, что нас окружает, состоит из отдельных кирпичиков: молекул и атомов. А физические свойства вещества зависят от того, каким образом упорядочены атомы и молекулы и как они между собой взаимодействуют.

Твердое тело

Твердые тела сохраняют свою форму и объем, не стремятся растечься или заполнить весь доступный объем. Если смотреть под микроскопом, то молекулы твердого тела сохраняют свое положение неизменным, совершая только колебания с небольшой амплитудой. Атомы держатся друг за друга химическими связями, и их положение друг относительно друга фиксировано.

Твердое тело может быть как кристаллическим (в котором все атомы или молекулы строго упорядочены периодичностью кристаллической решетки ) и аморфными (в котором «кирпичики» колеблются вокруг хаотически расположенных точек). Естественная форма кристаллов - правильные многогранники.

При низких температурах все тела замерзают — становятся твердыми.

Жидкое состояние тела

В отличие от твердого тела, в жидкости молекулы не зафиксированы на месте. Молекулы жидкости можно представить как шарики для пинг-понга - они могут перемещаться друг относительно друга, но не могут сближаться дальше чем они есть, равно как и не могут занимать весь объем.

Если налить жидкость в какую-либо емкость, она равномерно заполнит нижнюю часть эту емкости, но объем жидкости при этом не увеличится.

Если жидкость нагревать дальше, то скорости молекул будут увеличиваться, и жидкость испарится, став газом

Газообразное состояние тела

Газ расширяется, заполняя весь доступный ему объем. Молекулы газа движутся постоянно и беспорядочно, сталкиваясь друг с другом, но почти не взаимодействуют между собой при этом. Если увеличить или уменьшить объем, в котором заключен газ, молекулы равномерно разместятся в новом объеме.

Газом может стать не только жидкость, но и твердое тело, минуя жидкое состояние. Такой процесс называется сублимацией. Процессы испарения и сублимации потребляют большое количество тепла, которое расходуется на преодоление сил молекулярного сцепления, а также на работу расширения при превращении жидкости в газ.

Плазма

Четвертое агрегатное состояние, плазма, является частично или полностью ионизированным газом (слово «Ионизированный» обозначает, что от электронных оболочек атомов отделен как минимум один электрон). Для такой ионизации нужна высокая температура - несколько тысяч кельвинов.

Наличие в плазме нейтральных молекул, а также заряженных частиц — положительно заряженных атомов (без части электронов) и отрицательно заряженных электронов — делает плазму электропроводящей.

Плазма, является самым распространенным веществом во вселенной. Около 99.9% (по массе) вещества находится именно в состоянии плазмы. Где? Все вещества в звездах, а также вещества, заполняющие межпланетное. межзвездное и межгалактическое пространство. В условиях земли плазма возникает, например, на границе пламени, в воздухе после разряда молнии.