หัวข้อ: สามสถานะของสสาร
ตัวเลือกที่ 1
ฉัน.โมเลกุลถูกจัดเรียงเป็นของแข็งอย่างไร และพวกมันเคลื่อนที่ได้อย่างไร?
โมเลกุลตั้งอยู่ในระยะทางที่เล็กกว่าขนาดของโมเลกุลและเคลื่อนที่อย่างอิสระสัมพันธ์กัน โมเลกุลจะตั้งอยู่บน ระยะทางไกลจากกัน (เทียบกับขนาดของโมเลกุล) และเคลื่อนที่แบบสุ่ม โมเลกุลถูกจัดเรียงตามลำดับที่เข้มงวดและสั่นสะเทือนรอบตำแหน่งสมดุลบางจุด
ครั้งที่สองคุณสมบัติใดต่อไปนี้เป็นของก๊าซ
มีปริมาตรหนึ่ง ครอบครองปริมาตรของภาชนะทั้งหมด จับรูปทรงของภาชนะ มีแรงอัดน้อย บีบอัดได้ง่าย
III.ปริมาตรของก๊าซจะเปลี่ยนไปหรือไม่หากถูกสูบจากถังที่มีความจุ1 ลิตรในภาชนะที่มีความจุ 2 ลิตร?
IV.โมเลกุลอยู่ห่างจากกันมาก (สัมพันธ์กับขนาดของโมเลกุล) มีปฏิสัมพันธ์กันเล็กน้อยและเคลื่อนที่อย่างวุ่นวาย นี่คือร่างกายแบบไหน?
ก๊าซ ตัวของแข็ง ของเหลว ไม่มีตัวดังกล่าว
วี.เหล็กสามารถอยู่ในสภาพใดได้บ้าง?
เฉพาะในสถานะของแข็ง เฉพาะในสถานะของเหลว เฉพาะในสถานะก๊าซ ในทั้งสามสถานะ
หัวข้อ: สามสถานะของสสาร
ตัวเลือกที่สอง
ฉัน.โมเลกุลของของเหลวจัดเรียงอย่างไร และเคลื่อนที่อย่างไร
โมเลกุลตั้งอยู่ในระยะห่างตามขนาดของโมเลกุลและเคลื่อนที่อย่างอิสระเมื่อสัมพันธ์กัน โมเลกุลอยู่ห่างจากกันและเคลื่อนที่แบบสุ่ม โมเลกุลถูกจัดเรียงตามลำดับที่เข้มงวดและสั่นสะเทือนรอบตำแหน่งสมดุลบางจุด
ครั้งที่สองคุณสมบัติใดต่อไปนี้เป็นของก๊าซ
ครอบครองปริมาตรทั้งหมดที่จัดให้มา อัดยาก มีโครงสร้างเป็นผลึก อัดง่าย ไม่มีรูปทรงเป็นของตัวเอง
III.บีกเกอร์บรรจุน้ำปริมาตร 100 cm3 เทลงในแก้วที่มีความจุ 200 cm3 ปริมาณน้ำจะเปลี่ยนไปหรือไม่?
IV.โมเลกุลถูกอัดแน่น ดึงดูดกันอย่างมาก แต่ละโมเลกุลจะสั่นสะเทือนไปรอบ ๆ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง นี่คือร่างกายแบบไหน?
ก๊าซ ของเหลว วัตถุที่เป็นของแข็ง ไม่มีวัตถุดังกล่าว
วี.น้ำสามารถอยู่ในสถานะใดได้บ้าง?
เฉพาะในสถานะของเหลว เฉพาะในสถานะก๊าซ เฉพาะในสถานะของแข็ง ในทั้งสามสถานะ
หัวข้อ: สามสถานะของสสาร
ตัวเลือกที่สาม
ฉัน.โมเลกุลของก๊าซจัดเรียงอย่างไร และเคลื่อนที่อย่างไร
โมเลกุลตั้งอยู่ในระยะห่างที่เล็กกว่าขนาดของโมเลกุลและเคลื่อนที่อย่างอิสระเมื่อสัมพันธ์กัน โมเลกุลตั้งอยู่ในระยะทางหลายครั้ง ขนาดเพิ่มเติมโมเลกุลของตัวเองและเคลื่อนที่แบบสุ่ม โมเลกุลถูกจัดเรียงตามลำดับที่เข้มงวดและสั่นสะเทือนไปรอบๆ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง
ครั้งที่สองคุณสมบัติใดต่อไปนี้เป็นของของแข็ง?
เปลี่ยนรูปทรงได้ยาก ครอบครองปริมาตรทั้งหมดที่ให้ไว้ คงรูปทรงคงที่ เปลี่ยนรูปทรงได้ง่าย หดตัวยาก
III.ปริมาตรก๊าซจะเปลี่ยนไปหรือไม่หากสูบจากถังขนาด 20 ลิตรเป็นถังขนาด 40 ลิตร?
จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า จะลดลง 2 เท่า จะไม่เปลี่ยนแปลง
IV.มีสารใดที่โมเลกุลตั้งอยู่ในระยะห่างมาก ถูกดึงดูดเข้าหากันอย่างรุนแรง และสั่นสะเทือนไปรอบๆ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งหรือไม่?
ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง ไม่มีสารดังกล่าวอยู่
วี.สารปรอทสามารถอยู่ในสถานะใดได้บ้าง?
เฉพาะในของเหลว เฉพาะในของแข็ง เฉพาะในก๊าซ ในทั้งสามสถานะ
หัวข้อ: สามสถานะของสสาร
ตัวเลือกที่สี่
ฉัน.ด้านล่างนี้เป็นพฤติกรรมของโมเลกุลในของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ของเหลวและก๊าซมีอะไรเหมือนกัน?
การที่โมเลกุลอยู่ในระยะที่เล็กกว่าขนาดของโมเลกุลนั้นเองและเคลื่อนที่อย่างอิสระสัมพันธ์กัน โดยที่โมเลกุลจะอยู่ห่างจากกันมากและเคลื่อนที่แบบสุ่ม โดยที่โมเลกุลจะเคลื่อนที่แบบสุ่มสัมพันธ์กัน โดยที่โมเลกุลถูกจัดเรียงตัว อย่างเคร่งครัดและสั่นใกล้ตำแหน่งบางตำแหน่ง
ครั้งที่สองคุณสมบัติใดต่อไปนี้เป็นของของแข็ง?
มีปริมาตรหนึ่ง ครอบครองปริมาตรของภาชนะทั้งหมด จับรูปทรงของภาชนะ แรงอัดต่ำ บีบอัดได้ง่าย
III.ขวดน้ำประกอบด้วยปริมาตร 0.5 ลิตร มันถูกเทลงในขวดขนาด 1 ลิตร ปริมาณน้ำจะเปลี่ยนไปหรือไม่?
จะเพิ่มขึ้น จะลดลง ไม่มีการเปลี่ยนแปลง
IV.โมเลกุลถูกจัดเรียงให้มีระยะห่างระหว่างกัน ขนาดที่เล็กกว่าโมเลกุลนั่นเอง พวกเขาดึงดูดกันอย่างมากและย้ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง นี่คือร่างกายแบบไหน?
ก๊าซเหลวแข็ง
วี.แอลกอฮอล์สามารถอยู่ในสถานะใดได้บ้าง?
เฉพาะในสถานะของแข็ง เฉพาะในสถานะของเหลว เฉพาะในสถานะก๊าซ ในทั้งสามสถานะ
คำตอบสำหรับการทดสอบ
ตัวเลือกที่ 1 ครั้งที่สอง - 2, 5 | ตัวเลือกที่สอง ครั้งที่สอง - 1, 4, 5 | ตัวเลือกที่สาม ครั้งที่สอง - 1, 3, 5 | ตัวเลือกที่สี่ ครั้งที่สอง - 1, 4 |
ของเหลวมีตำแหน่งกึ่งกลางในคุณสมบัติและโครงสร้างระหว่างก๊าซและสารผลึกแข็ง ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติทั้งสารที่เป็นก๊าซและของแข็ง ในทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุล สถานะการรวมตัวของสารที่แตกต่างกันมีความสัมพันธ์กับลำดับของโมเลกุลที่ต่างกัน สำหรับของแข็งที่เรียกว่า สั่งซื้อระยะไกลในการจัดเรียงอนุภาคเช่น การจัดเรียงที่ได้รับคำสั่งของพวกเขา ทำซ้ำในระยะทางไกล ในของเหลวมีสิ่งที่เรียกว่า ปิดรับออเดอร์ในการจัดเรียงอนุภาคเช่น การจัดเรียงที่ได้รับคำสั่งซึ่งทำซ้ำในระยะทางนั้นเทียบได้กับการจัดวางระหว่างอะตอม ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิการตกผลึก โครงสร้างของของเหลวจะใกล้เคียงกับของแข็ง ที่ อุณหภูมิสูงใกล้กับจุดเดือดโครงสร้างของของเหลวสอดคล้องกับสถานะของก๊าซ - โมเลกุลเกือบทั้งหมดมีส่วนร่วมในการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่วุ่นวาย
ของเหลว เช่น ของแข็ง มีปริมาตรที่แน่นอน และเช่นเดียวกับก๊าซ พวกมันจะมีรูปทรงของภาชนะที่พวกมันตั้งอยู่ โมเลกุลของก๊าซไม่ได้เชื่อมต่อถึงกันด้วยแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลและในกรณีนี้ พลังงานเฉลี่ยการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลของก๊าซนั้นมากกว่าพลังงานศักย์เฉลี่ยที่เกิดจากแรงดึงดูดระหว่างกันมาก ดังนั้นโมเลกุลของก๊าซจึงแยกออกจากกันในทิศทางที่ต่างกันและก๊าซก็ครอบครองปริมาตรที่ให้ไว้ ในของแข็งและของเหลว แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีความสำคัญอยู่แล้ว และให้โมเลกุลอยู่ห่างจากกันในระดับหนึ่ง ในกรณีนี้พลังงานเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลน้อยกว่าพลังงานศักย์เฉลี่ยเนื่องจากแรงของอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลและไม่เพียงพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลดังนั้นของแข็งและของเหลวจึงมีปริมาตรที่แน่นอน
ความดันในของเหลวจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและปริมาตรที่ลดลง การขยายตัวตามปริมาตรของของเหลวนั้นน้อยกว่าการขยายตัวของไอระเหยและก๊าซมาก เนื่องจากแรงที่เชื่อมต่อโมเลกุลในของเหลวมีความสำคัญมากกว่า ข้อสังเกตเดียวกันนี้ใช้กับการขยายตัวทางความร้อน
ความจุความร้อนของของเหลวมักจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ (แม้ว่าจะเพียงเล็กน้อยเท่านั้น) อัตราส่วน Ср/СV นั้นแทบจะเท่ากับความสามัคคี
ทฤษฎีเรื่องของเหลวยังไม่ได้รับการพัฒนาเต็มที่ การพัฒนาปัญหาหลายประการในการศึกษาคุณสมบัติเชิงซ้อนของของเหลวเป็นของ Ya.I. เฟรงเคิล (1894–1952) เขาอธิบายการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนในของเหลวโดยข้อเท็จจริงที่ว่าโมเลกุลแต่ละโมเลกุลจะแกว่งไปมาเป็นระยะเวลาหนึ่งรอบตำแหน่งสมดุลที่แน่นอน หลังจากนั้นโมเลกุลจะเคลื่อนไปยังตำแหน่งใหม่อย่างกะทันหัน โดยแยกออกจากโมเลกุลเดิมที่ระยะห่างจากลำดับของอะตอมระหว่างอะตอม ดังนั้นโมเลกุลของของเหลวจึงเคลื่อนที่ค่อนข้างช้าตลอดมวลของของเหลว เมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น ความถี่ของการเคลื่อนที่แบบสั่นสะเทือนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น
จากแบบจำลอง Frenkel สามารถอธิบายได้บางส่วน คุณสมบัติที่โดดเด่นคุณสมบัติของของเหลว ดังนั้นของเหลวแม้จะอยู่ใกล้อุณหภูมิวิกฤติก็ยังมีค่ามากกว่ามาก ความหนืดกว่าก๊าซและความหนืดจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (และไม่เพิ่มขึ้นสำหรับก๊าซ) สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยธรรมชาติที่แตกต่างกันของกระบวนการถ่ายโอนโมเมนตัม: มันถูกส่งโดยโมเลกุลที่กระโดดจากสถานะสมดุลหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง และการกระโดดเหล่านี้จะบ่อยขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การแพร่กระจายในของเหลวเกิดขึ้นเนื่องจากการกระโดดของโมเลกุลเท่านั้น และเกิดขึ้นช้ากว่าในก๊าซมาก การนำความร้อนของเหลวเกิดจากการแลกเปลี่ยนพลังงานจลน์ระหว่างอนุภาคที่สั่นรอบตำแหน่งสมดุลด้วยแอมพลิจูดที่ต่างกัน การกระโดดของโมเลกุลอย่างกะทันหันไม่ได้มีบทบาทที่เห็นได้ชัดเจน กลไกการนำความร้อนคล้ายกับกลไกในก๊าซ คุณลักษณะเฉพาะของเหลวคือความสามารถในการมี พื้นผิวฟรี(ไม่จำกัดด้วยกำแพงทึบ)
การจัดเรียงโมเลกุลในของแข็ง ในของแข็ง ระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะเท่ากับขนาดของโมเลกุล ดังนั้นของแข็งจึงคงรูปร่างไว้ โมเลกุลถูกจัดเรียงตามลำดับเฉพาะที่เรียกว่าคริสตัลแลตทิซ สภาวะปกติของแข็งคงปริมาตรไว้
ภาพที่ 5 จากการนำเสนอ “3 สถานะของสสาร”สำหรับบทเรียนฟิสิกส์หัวข้อ “ปรากฏการณ์ความร้อน”ขนาด: 960 x 720 พิกเซล รูปแบบ: jpg หากต้องการดาวน์โหลดรูปภาพฟรีบทเรียนฟิสิกส์
คลิกขวาที่รูปภาพแล้วคลิก "บันทึกรูปภาพเป็น..."“การแพร่กระจายในธรรมชาติ” - ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารสำหรับผักและผลไม้กระป๋อง เมื่อทำเหล็ก. ตัวอย่างของการแพร่กระจายคือการผสมของก๊าซหรือของเหลว การแพร่กระจายคืออะไร? การแพร่กระจายในการหายใจ ปรากฏการณ์การแพร่กระจายมีการสำแดงที่สำคัญในธรรมชาติและใช้ในทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม
“การเปลี่ยนแปลงในสถานะรวมของสสาร” - การเปลี่ยนแปลงโดยรวมของสสาร ความร้อนจำเพาะของการกลายเป็นไอ จุดเดือด. เดือด. กราฟอุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงในสถานะรวมของน้ำ อุณหภูมิหลอมเหลวและการตกผลึก สภาวะการกลายเป็นไอ การเปลี่ยนแปลงโดยรวม การกลายเป็นไอ การคำนวณปริมาณความร้อน กระบวนการหลอมและการแข็งตัว
“ 3 สถานะของสสาร” - ไขปริศนาอักษรไขว้ การตกผลึก การจัดเรียงโมเลกุลในของแข็ง ตัวอย่างของกระบวนการ รัฐ. สาร. คุณสมบัติของก๊าซ การกลายเป็นไอ คำถามสำหรับคำไขว้ คุณสมบัติของของเหลว การจัดเรียงโมเลกุลในของเหลว น้ำแข็ง. คุณสมบัติของของแข็ง การควบแน่น ธรรมชาติของการเคลื่อนที่และปฏิกิริยาระหว่างอนุภาค
“การแพร่กระจายของสาร” - ใบหอม สีเข้ม. สุภาษิต ทาลีสแห่งมิเลทัส. เฮราคลิตุส. มาแก้ปัญหากันเถอะ นักวิทยาศาสตร์ กรีกโบราณ- การเผยแพร่เทคโนโลยีและธรรมชาติ งานสำหรับคนรักชีววิทยา การแพร่กระจาย ปรากฏการณ์การแพร่กระจาย พรรคเดโมแครต ข้อสังเกต. การแพร่กระจายของก๊าซ
“ปรากฏการณ์ความร้อนระหว่างการละลาย” - D.I. เมนเดเลเยฟ. การบรรยายสรุป การละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในน้ำ กระบวนการคายความร้อน ตรวจสอบเพื่อนบ้านโต๊ะของคุณ เราหวังว่าคุณจะประสบความสำเร็จในความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกฎฟิสิกส์และเคมี อัตราการแพร่กระจาย สิ่งที่เรียกว่าการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน การเจาะทะลุซึ่งกันและกันโมเลกุล ความหมายของการแก้ปัญหา ปัญหาในทางปฏิบัติ
“ปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุล” - เป็นไปได้ไหมที่จะต่อตะปูเหล็กสองชิ้นเข้าด้วยกัน? แรงดึงดูดจับอนุภาคไว้ด้วยกัน ตัวเลือกที่ 1 ส่วนผสมจากธรรมชาติไม่รวม: ก) ดินเหนียว; ข) ซีเมนต์; ค) ดิน สารที่เป็นก๊าซ ตัวเลือกที่ 2 ส่วนผสมเทียมคือ: ก) ดินเหนียว; ข) ซีเมนต์; ค) ดิน ระยะห่างระหว่างโมเลกุลของก๊าซมากกว่าขนาดของโมเลกุลเอง
มีการนำเสนอทั้งหมด 23 หัวข้อ
วัสดุนี้ไม่เพียงแต่พูดถึงวิธีการจัดเรียงอนุภาคในของแข็ง แต่ยังรวมถึงวิธีที่อนุภาคเคลื่อนที่ในก๊าซหรือของเหลวอีกด้วย จะมีการอธิบายประเภทของโปรยคริสตัลในสารต่างๆ ด้วย
มีมาตรฐานบางประการที่บ่งชี้ว่ามีสถานะการรวมกลุ่มโดยทั่วไปสามสถานะ ได้แก่ ของเหลวและก๊าซ
ให้เรากำหนดส่วนประกอบสำหรับการรวมแต่ละสถานะ
เกณฑ์หลักในการกำหนดสถานะของการรวมตัวคือการจัดเรียงโมเลกุลและวิธีการเคลื่อนที่ ในสารที่เป็นก๊าซ ระยะทางขั้นต่ำระหว่างแต่ละโมเลกุลจะมีขนาดใหญ่กว่าตัวมันเองมาก ในทางกลับกัน โมเลกุลจะไม่กระจายไปในระยะทางไกลภายใต้สภาวะปกติและคงปริมาตรไว้ อนุภาคออกฤทธิ์ในของแข็งจะถูกจัดเรียงตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด โดยแต่ละอนุภาคจะเคลื่อนที่ไปรอบจุดหนึ่งในโครงตาข่ายคริสตัล เช่นเดียวกับลูกตุ้มของนาฬิกา สิ่งนี้ทำให้ของแข็งมีความแข็งแกร่งและแข็งแกร่งเป็นพิเศษ
ดังนั้นในกรณีนี้ คำถามเร่งด่วนที่สุดคือว่าอนุภาคออกฤทธิ์อยู่ในของแข็งได้อย่างไร ในกรณีอื่นๆ ทั้งหมด อะตอม (โมเลกุล) ไม่มีโครงสร้างที่ได้รับคำสั่งเช่นนั้น
จำเป็นต้องจ่ายเงิน ความสนใจเป็นพิเศษของเหลวนั้นเป็นตัวเชื่อมระดับกลางระหว่างสถานะของแข็งของร่างกายกับเฟสก๊าซ ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิลดลง ของเหลวจะแข็งตัว และเมื่อมันเพิ่มขึ้นเหนือจุดเดือดของสาร ของเหลวจะกลายเป็นสถานะก๊าซ อย่างไรก็ตาม ของเหลวมีคุณสมบัติทั่วไปกับทั้งสารที่เป็นของแข็งและก๊าซ ดังนั้นในปี พ.ศ. 2403 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้มีชื่อเสียง D.I. Mendeleev ได้ก่อตั้งสิ่งที่เรียกว่าอุณหภูมิวิกฤติ - การเดือดแบบสัมบูรณ์ นี่คือค่าที่ขอบเขตบางระหว่างก๊าซและสารในสถานะของแข็งหายไป
เกณฑ์ถัดไปที่รวมสถานะการรวมกลุ่มสองสถานะที่อยู่ใกล้เคียงเข้าด้วยกันคือไอโซโทรปี ในกรณีนี้คุณสมบัติจะเหมือนกันทุกทิศทาง ในทางกลับกันคริสตัลเป็นแบบแอนไอโซโทรปิก เช่นเดียวกับก๊าซ ของเหลวไม่มีรูปร่างคงที่และครอบครองปริมาตรทั้งหมดของภาชนะบรรจุที่บรรจุอยู่ นั่นคือมีความหนืดต่ำและมีความลื่นไหลสูง เมื่อชนกันอนุภาคขนาดเล็กของของเหลวหรือก๊าซจะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าในปริมาตรที่ของเหลวครอบครองนั้นไม่มีการเคลื่อนที่ของโมเลกุลตามลำดับ ดังนั้นของเหลวและก๊าซจึงตรงข้ามกับคริสตัล แต่จากการวิจัยในภายหลัง ความคล้ายคลึงกันระหว่างของแข็งและของเหลวได้รับการพิสูจน์แล้ว
ในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิใกล้กับการแข็งตัว การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนจะมีลักษณะคล้ายกับของแข็ง ในกรณีนี้ของเหลวอาจยังมีโครงสร้างบางอย่างอยู่ ดังนั้นเมื่อตอบคำถามว่าอนุภาคอยู่ในของแข็งในของเหลวและก๊าซได้อย่างไรเราสามารถพูดได้ว่าในระยะหลังการเคลื่อนที่ของโมเลกุลนั้นวุ่นวายและไม่เป็นระเบียบ แต่ในของแข็ง โมเลกุลจะครอบครองตำแหน่งที่แน่นอนและคงที่ในกรณีส่วนใหญ่
ในกรณีนี้ของเหลวเป็นตัวเชื่อมระดับกลาง ยิ่งอุณหภูมิใกล้ถึงจุดเดือด โมเลกุลก็จะเคลื่อนที่ราวกับอยู่ในก๊าซมากขึ้นเท่านั้น หากอุณหภูมิใกล้กับการเปลี่ยนสถานะเป็นสถานะของแข็ง อนุภาคขนาดเล็กจะเริ่มเคลื่อนที่อย่างเป็นระเบียบมากขึ้นเรื่อยๆ
มาดูกันดีกว่า ตัวอย่างง่ายๆการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำ น้ำแข็งเป็นสถานะของแข็งของน้ำ อุณหภูมิของมันต่ำกว่าศูนย์ ที่อุณหภูมิศูนย์ น้ำแข็งจะเริ่มละลายและกลายเป็นน้ำ สิ่งนี้อธิบายได้จากการทำลายโครงตาข่ายคริสตัล: เมื่อได้รับความร้อน อนุภาคจะเริ่มเคลื่อนที่ อุณหภูมิที่สารเปลี่ยนสถานะการรวมตัวเรียกว่าจุดหลอมเหลว (ในกรณีของเราสำหรับน้ำจะเป็น 0) โปรดทราบว่าอุณหภูมิของน้ำแข็งจะยังคงอยู่ที่ระดับเดิมจนกว่าน้ำแข็งจะละลายหมด ในกรณีนี้ อะตอมหรือโมเลกุลของของเหลวจะเคลื่อนที่ในลักษณะเดียวกับของแข็ง
หลังจากนี้เราจะทำน้ำร้อนต่อไป ในเวลาเดียวกันอนุภาคเริ่มเคลื่อนที่อย่างเข้มข้นมากขึ้นจนกระทั่งสารของเราไปถึงจุดเปลี่ยนแปลงถัดไปในสถานะการรวมตัว - จุดเดือด ช่วงเวลานี้เกิดขึ้นเมื่อพันธะระหว่างโมเลกุลที่ก่อตัวนั้นถูกทำลายเนื่องจากการเร่งความเร็วของการเคลื่อนที่ - จากนั้นจะได้ลักษณะอิสระและของเหลวที่เป็นปัญหาจะผ่านเข้าสู่สถานะก๊าซ กระบวนการเปลี่ยนสาร (น้ำ) จากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซเรียกว่าการเดือด
อุณหภูมิที่น้ำเดือดเรียกว่าจุดเดือด ในกรณีของเราคือ 100 องศาเซลเซียส (อุณหภูมิขึ้นอยู่กับความดัน ความดันปกติคือ 1 บรรยากาศ) หมายเหตุ: อุณหภูมิของของเหลวจะคงที่จนกว่าของเหลวที่มีอยู่จะกลายเป็นไอจนหมด
กระบวนการย้อนกลับของการเปลี่ยนน้ำจากสถานะก๊าซ (ไอน้ำ) ไปเป็นของเหลวซึ่งเรียกว่าการควบแน่นก็เป็นไปได้เช่นกัน
ถัดไปคุณสามารถสังเกตกระบวนการแช่แข็ง - กระบวนการเปลี่ยนของเหลว (น้ำ) ให้กลายเป็นของแข็ง (สถานะเริ่มต้นอธิบายไว้ข้างต้น - นี่คือน้ำแข็ง) กระบวนการที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ให้คำตอบโดยตรงถึงวิธีการจัดเรียงอนุภาคในของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ตำแหน่งและสถานะของโมเลกุลของสารขึ้นอยู่กับสถานะการรวมตัวของมัน
ของแข็งคือสถานะของสภาพแวดล้อมของวัสดุ คุณสมบัติที่โดดเด่นซึ่งประกอบด้วยการรักษารูปร่างให้คงที่และลักษณะการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอนุภาคขนาดเล็กที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเล็กน้อยอย่างต่อเนื่อง วัตถุสามารถมีสถานะเป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซได้ นอกจากนี้ยังมีสถานะที่สี่ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่มักจะจัดประเภทเป็นกลุ่ม - นี่คือสิ่งที่เรียกว่าพลาสมา
ดังนั้นในกรณีแรก ตามกฎแล้ว สสารใดๆ จะมีรูปร่างคงที่และไม่เปลี่ยนแปลง และอิทธิพลสำคัญต่อสิ่งนี้ก็คือวิธีการจัดเรียงอนุภาคในของแข็ง ในระดับจุลทรรศน์ เห็นได้ชัดว่าอะตอมที่ประกอบเป็นของแข็งนั้นเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมี และอยู่ที่โหนดของโครงตาข่ายคริสตัล
แต่มีข้อยกเว้น - สารอสัณฐานซึ่งอยู่ในสถานะของแข็ง แต่ไม่สามารถอวดได้ว่ามีตาข่ายคริสตัลอยู่ จากนี้เองที่เราสามารถให้คำตอบได้ว่าอนุภาคถูกจัดเรียงอย่างไรในของแข็ง ในกรณีแรก ฟิสิกส์ระบุว่าอะตอมหรือโมเลกุลอยู่ที่บริเวณโครงตาข่าย แต่ในกรณีที่สอง ไม่มีการเรียงลำดับดังกล่าวอย่างแน่นอน และสารดังกล่าวจะมีลักษณะคล้ายกับของเหลวมากกว่า
ในกรณีนี้ สารมีแนวโน้มที่จะรักษาปริมาตรและรูปร่างไว้ นั่นคือเพื่อที่จะเปลี่ยนสิ่งหลัง ต้องใช้ความพยายาม และไม่สำคัญว่าจะเป็นวัตถุที่เป็นโลหะ ชิ้นพลาสติก หรือดินเหนียว เหตุผลก็คือของเขา โครงสร้างโมเลกุล- หรือให้เจาะจงมากขึ้นก็คือในปฏิกิริยาของโมเลกุลที่ประกอบกันเป็นร่างกาย ในกรณีนี้จะตั้งอยู่ใกล้ที่สุด การจัดเรียงโมเลกุลนี้มีลักษณะซ้ำซาก นั่นคือสาเหตุที่แรงดึงดูดระหว่างแต่ละองค์ประกอบเหล่านี้มีความแข็งแกร่งมาก
ปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคขนาดเล็กจะอธิบายธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของพวกมัน รูปร่างหรือปริมาตรใกล้เคียงกัน แข็งเป็นเรื่องยากมากที่จะปรับตัวไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง อนุภาคของวัตถุที่เป็นของแข็งไม่สามารถเคลื่อนที่อย่างโกลาหลได้ตลอดปริมาตรของวัตถุที่เป็นของแข็ง แต่สามารถแกว่งไปมาได้เฉพาะจุดหนึ่งในอวกาศเท่านั้น โมเลกุลของของแข็งจะแกว่งไปในทิศทางที่ต่างกันอย่างวุ่นวาย แต่พวกมันก็ชนเข้ากับสิ่งที่คล้ายกันซึ่งทำให้พวกมันกลับสู่สถานะดั้งเดิม นั่นคือเหตุผลว่าทำไมอนุภาคในของแข็งจึงถูกจัดเรียงตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด
ของแข็งสามารถมีได้สามประเภท: ผลึก อสัณฐาน และคอมโพสิต อย่างแน่นอน องค์ประกอบทางเคมีส่งผลต่อการจัดเรียงตัวของอนุภาคในของแข็ง
ของแข็งผลึกมีโครงสร้างที่เป็นระเบียบ โมเลกุลหรืออะตอมของพวกมันก่อตัวเป็นตาข่ายเชิงพื้นที่ผลึกที่มีรูปร่างสม่ำเสมอ ดังนั้นวัตถุที่เป็นของแข็งในสถานะผลึกจึงมีโครงตาข่ายคริสตัลจำนวนหนึ่ง ซึ่งในทางกลับกันก็ระบุถึงบางอย่าง คุณสมบัติทางกายภาพ- นี่คือคำตอบสำหรับการจัดเรียงอนุภาคในของแข็ง
ลองยกตัวอย่าง: เมื่อหลายปีก่อนในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก สต็อกกระดุมดีบุกสีขาวมันเงาถูกเก็บไว้ในโกดัง ซึ่งเมื่ออุณหภูมิลดลง ก็สูญเสียความเงางามและเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีเทา กระดุมแตกออกเป็นผงสีเทา “โรคระบาดดีบุก” เป็นชื่อที่ตั้งให้กับ “โรค” นี้ แต่จริงๆ แล้วมันคือการปรับโครงสร้างโครงสร้างของผลึกภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิต่ำ ดีบุกเมื่อเปลี่ยนจากพันธุ์สีขาวเป็นพันธุ์สีเทาจะแตกเป็นผง ในทางกลับกัน คริสตัลจะถูกแบ่งออกเป็นโมโนคริสตัลและโพลีคริสตัล
ผลึกเดี่ยว (เกลือแกง) เป็นผลึกเดี่ยวที่เป็นเนื้อเดียวกัน แทนด้วยโครงตาข่ายต่อเนื่องกันในรูปของรูปหลายเหลี่ยมปกติ โพลีคริสตัล (ทราย น้ำตาล โลหะ หิน) เป็นวัตถุที่เป็นผลึกที่เติบโตมาด้วยกันจากผลึกขนาดเล็กที่อยู่อย่างโกลาหล ในผลึกจะสังเกตเห็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าแอนไอโซโทรปี
วัตถุอสัณฐาน (เรซิน ขัดสน แก้ว อำพัน) ไม่มีลำดับที่ชัดเจนและเข้มงวดในการจัดเรียงอนุภาค นี่เป็นกรณีที่ผิดปกติของลำดับที่พบอนุภาคในของแข็ง ในกรณีนี้จะสังเกตเห็นปรากฏการณ์ของไอโซโทรปี โดยคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุอสัณฐานจะเหมือนกันในทุกทิศทาง ที่อุณหภูมิสูงพวกมันจะกลายเป็นเหมือนของเหลวที่มีความหนืด และที่อุณหภูมิต่ำพวกมันจะกลายเป็นเหมือนของแข็ง เมื่อสัมผัสกับอิทธิพลภายนอก พวกมันจะตรวจจับไปพร้อมๆ กัน คุณสมบัติยืดหยุ่นนั่นคือเมื่อถูกกระแทก พวกมันจะแตกออกเป็นอนุภาคขนาดเล็ก เช่น ของแข็ง และความเป็นของเหลว เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิเป็นเวลานาน พวกมันจะเริ่มไหลเหมือนของเหลว ไม่มีอุณหภูมิหลอมเหลวและการตกผลึกที่เฉพาะเจาะจง เมื่อถูกความร้อน ร่างกายอสัณฐานจะอ่อนตัวลง
ตัวอย่างเช่น ลองใช้น้ำตาลธรรมดาแล้วค้นหาการจัดเรียงอนุภาคในของแข็งในกรณีต่างๆ โดยใช้ตัวอย่าง ในกรณีนี้ วัสดุชนิดเดียวกันสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปแบบผลึกหรืออสัณฐาน หากน้ำตาลหลอมละลายแข็งตัวช้าๆ โมเลกุลจะก่อตัวเป็นแถวคู่กัน - ผลึก (น้ำตาลก้อนหรือน้ำตาลทราย) เช่นถ้าเทน้ำตาลละลายลงไป น้ำเย็นการระบายความร้อนจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและอนุภาคจะไม่มีเวลาสร้างแถวปกติ - การหลอมละลายจะแข็งตัวโดยไม่สร้างผลึก นี่คือวิธีที่คุณจะได้ขนมใส่น้ำตาล (นี่คือน้ำตาลที่ไม่มีผลึก)
แต่หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง สารดังกล่าวสามารถตกผลึกใหม่ได้ อนุภาคจะรวมตัวกันเป็นแถวปกติ หากเก็บน้ำตาลไว้ได้หลายเดือน มันจะเริ่มมีชั้นหลวมๆ ปกคลุมไว้ นี่คือลักษณะที่คริสตัลปรากฏบนพื้นผิว น้ำตาลมีอายุหลายเดือน ส่วนหินมีอายุหลายล้านปี คาร์บอนเป็นตัวอย่างที่ไม่เหมือนใคร กราไฟท์เป็นคาร์บอนที่เป็นผลึก มีโครงสร้างเป็นชั้นๆ และเพชรเป็นแร่ที่แข็งที่สุดในโลก สามารถตัดกระจกและเลื่อยหินได้ ใช้สำหรับเจาะและขัดเงา ในกรณีนี้มีสารเพียงชนิดเดียวคือคาร์บอน แต่ลักษณะเฉพาะอยู่ที่ความสามารถในการสร้างรูปแบบผลึกที่แตกต่างกัน นี่เป็นอีกคำตอบหนึ่งสำหรับการจัดเรียงอนุภาคในของแข็ง
โครงสร้างและการจัดเรียงอนุภาคในของแข็งขึ้นอยู่กับประเภทของสารที่เป็นปัญหา ถ้าสารนั้นเป็นผลึกก็จะเรียงลำดับการจัดเรียงของอนุภาคขนาดเล็ก โครงสร้างอสัณฐานไม่มีคุณสมบัตินี้ แต่คอมโพสิตสามารถอยู่ในกลุ่มที่หนึ่งและกลุ่มที่สองได้
ในกรณีหนึ่ง ของเหลวมีพฤติกรรมคล้ายกับของแข็ง (ที่อุณหภูมิต่ำซึ่งใกล้เคียงกับอุณหภูมิในการตกผลึก) แต่ก็สามารถมีพฤติกรรมเหมือนก๊าซได้เช่นกัน (เมื่อเพิ่มขึ้น) ดังนั้น ในการทบทวนนี้ เราจึงตรวจสอบว่าอนุภาคตั้งอยู่ไม่เพียงแต่ในของแข็งเท่านั้น แต่ยังอยู่ในสถานะมวลรวมพื้นฐานอื่นๆ ของสสารด้วย
ในก๊าซ ระยะห่างระหว่างโมเลกุลและอะตอมมักจะมากกว่าขนาดของโมเลกุลอย่างมาก และแรงดึงดูดก็มีน้อยมาก ดังนั้นก๊าซจึงไม่มีรูปร่างและปริมาตรไม่คงที่ ก๊าซถูกบีบอัดได้ง่ายเนื่องจากแรงผลักในระยะไกลก็มีน้อยเช่นกัน ก๊าซมีคุณสมบัติในการขยายตัวอย่างไม่มีกำหนดโดยเติมปริมาตรทั้งหมดที่ให้ไว้ โมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก ชนกัน และกระเด้งออกจากกันในทิศทางที่ต่างกัน ผลกระทบมากมายของโมเลกุลที่เกิดขึ้นบนผนังของหลอดเลือด แรงดันแก๊ส.
ในของเหลว โมเลกุลไม่เพียงแต่แกว่งไปมารอบตำแหน่งสมดุลเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการกระโดดจากตำแหน่งสมดุลหนึ่งไปยังตำแหน่งถัดไปอีกด้วย การกระโดดเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นระยะ เรียกว่าช่วงเวลาระหว่างการกระโดดดังกล่าว เวลาเฉลี่ยของชีวิตที่ตัดสิน(หรือ เวลาพักผ่อนโดยเฉลี่ย) และถูกกำหนดด้วยตัวอักษร ? กล่าวอีกนัยหนึ่ง เวลาผ่อนคลายคือเวลาของการแกว่งรอบตำแหน่งสมดุลเฉพาะจุดหนึ่ง ที่อุณหภูมิห้องคราวนี้เฉลี่ย 10 -11 วินาที เวลาของการสั่นหนึ่งครั้งคือ 10 -12 ... 10 -13 วิ
เวลาของชีวิตอยู่ประจำที่ลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ระยะห่างระหว่างโมเลกุลของของเหลวมีขนาดเล็กกว่าขนาดของโมเลกุล อนุภาคตั้งอยู่ใกล้กัน และแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีความแข็งแรง อย่างไรก็ตาม การจัดเรียงโมเลกุลของเหลวไม่ได้ถูกจัดเรียงอย่างเคร่งครัดตลอดปริมาตร
ของเหลว เช่น ของแข็ง คงปริมาตรไว้ แต่ไม่มีรูปร่างเป็นของตัวเอง ดังนั้นพวกมันจึงมีรูปทรงของเรือที่พวกเขาอยู่ ของเหลวมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: ความลื่นไหล- ด้วยคุณสมบัตินี้ ของเหลวจึงไม่ต้านทานการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ถูกบีบอัดเล็กน้อย และคุณสมบัติทางกายภาพของมันจะเหมือนกันทุกทิศทางภายในของเหลว (ไอโซโทรปีของของเหลว) ธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลในของเหลวเกิดขึ้นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวโซเวียต ยาโคฟ อิลลิช เฟรงเคิล (พ.ศ. 2437 - 2495)
โมเลกุลและอะตอมของของแข็งถูกจัดเรียงตามลำดับและรูปแบบที่แน่นอน ตาข่ายคริสตัล- ของแข็งดังกล่าวเรียกว่าผลึก อะตอมมีการเคลื่อนที่แบบสั่นสะเทือนรอบตำแหน่งสมดุล และแรงดึงดูดระหว่างพวกมันนั้นแข็งแกร่งมาก ดังนั้นของแข็งภายใต้สภาวะปกติจะคงปริมาตรและมีรูปร่างของตัวเองไว้
