§ 7. Агрегатные состояния вещества

Почему вещество может находиться в разном состоянии?

Вещество в земных условиях встречается в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном. Вы это прекрасно знаете на примере воды. Водяной пар, лед и жидкая вода - это разные состояния одного и того же вещества. Наверняка вам хорошо известен выделяющийся при дыхании и горении углекислый газ, и уж точно каждый видел сухой лед у продавцов мороженого, а вот о том, что это твердый углекислый газ, знают не все. Кислород при нормальных условиях - газ, а при сильном охлаждении он сжижается, а затем и затвердевает. Значит, любое вещество при определенных условиях может быть жидким, твердым и газообразным⁵, при этом химический состав вещества не изменяется. Такие состояния называются агрегатными состояниями вещества (от лат. Слова aggrego - «присоединяю», «связываю»).

Рис.22. Вода в разных агрегатных состояниях

(удивительные фотографии айсбергов можно посмотреть здесь или (http://anastgal.diary.ru/p119275940.htm))

Как вы думаете, чем будут различаться разные состояния вещества, если химический состав их остается неизменным? Конечно же, расположением, взаимодействием и движением молекул. Твердые тела, как правило, кристаллические. Например, кварц, алмаз, поваренная соль, металлы, снежинки, представляющие собой кристаллики льда. Все они имеют правильную форму.

Рис. 23. Внешний вид и формы кристаллов.

Молекулы в таких телах расположены близко друг к другу в строгом порядке, прочно удерживаются на своих местах, совершая «бег на месте», лишь изредка перескакивая и меняя свое положение. Этим и объясняется то, что твердые тела сохраняют форму и объем. В обычных условиях их трудно сжать или растянуть, согнуть или разорвать.

Как вам известно, при повышении температуры движение молекул становится быстрее, «прыжки» на другое место становятся чаще, да и расстояние между молекулами увеличивается. Взаимодействие между молекулами ослабевает, вещество становится текучим. Этим и объясняются основные свойства жидкостей: они плохо сжимаемы, текучи, сохраняют объем, но легко меняют форму.

Рис. 24. Расположение молекул в газе (а), жидкости (б) и твердом теле (в).

Движение частиц газа, жидкости и твердого вещества смотри здесь: http://marklvov.chat.ru/mkt/ris1.htm

Если жидкость оставить открытой, то она постепенно испарится. Это происходит потому, что вещество перейдет из одного состояния (жидкого) в другое - газообразное. В газах молекулы расположены «очень далеко» друг от друга (в сравнении с их собственными размерами). Поэтому взаимодействуют они слабо и движутся в любых направлениях неограниченно далеко друг от друга. По этой причине газы не сохраняют форму и объем, могут неограниченно расширяться и легко сжиматься.

Агрегатное состояние вещества * Силы межмолекулярного взаимодействия: притяжение и отталкивание.

Вопросы и задания

1. На каких расстояниях проявляются силы межмолекулярного взаимодействия?

2. Объясните, почему твердые тела хорошо сохраняют форму и объем?

3. Какие состояния вещества называют агрегатными?

4. Объясните, почему жидкости обладают малой сжимаемостью, не сохраняют свою форму?

5. Объясните, почему газы не сохраняют форму и объем, легко сжимаются?