Агрегатные состояния вещества

Электромагнитное взаимодействие не ограничивается формированием молекулярных структур. Благодаря нему возникают сложные межмолекулярные структуры. В основе их систематизации лежит понятие “агрегатное состояние” (от латинского “aggrego” – присоединяю, связываю). Все вещества могут состоять в четырех агрегатных состояниях – газообразном, твердом,жидком и плазменном. Необходимым условием возникновения последних трех состояний является наличие конденсированных сред. Главным признаком таких сред является четко обозначенная граница – замкнутая поверхность, внутри которой и заключен объем указанного вещества. Этот объем изменяется в незначительных пределах при широком изменении различных внешних факторов – давления и температуры.

Переход от газообразного состоянию к жидкому и твердому связан с увеличением порядка. При жидком состоянии этот порядок внешний и определяется только тем, что данное тело отделено от других границей. Внутри этой границы молекулы обладают достаточно большой подвижностью. Кроме того, и сама граница легко деформируется и перемещается, т.е. обладает текучестью. Расстояние между молекулами в жидком состоянии намного меньше, чем в газообразном. Так, в одном м³ воды находится 333·10²⁶ молекул H₂O, а в том же объеме пара при нормальном давлении 270·10²³ этих же молекул. Именно поэтому при жидком и твердом состоянии существенным образом проявляют себя электромагнитные взаимодействия между молекулами. Переход от одного агрегатного состояния к другому связан с обменом тепловой энергии с окружающей средой. При этом температура вещества в подавляющем большинстве случаев остается постоянной. Такое изменение именуется фазовым переходом. Температура, при которой происходит фазовый переход именуется соответственно температурой кипения (конденсации) и плавления(замерзания). Изменение тепловой энергии при кипении и плавлении равно по величине, но противоположно по знаку ее изменению при обратном фазовом переходе – от газа к жидкости (конденсации) и от жидкости к твердому телу (замерзании). Теплота плавления у одного и того же вещества значительно меньше теплоты кипения (например, у воды ∆ Q_кип = 22,6·10⁵ Дж/кг, а ∆Q_пл = 33,4·10⁴ Дж/кг). Это свидетельствует о том, что степень упорядоченности вещества при превращении из газа в жидкость возрастает больше, чем из жидкости в твердое тело. Напомним, что степень упорядоченности определяется отрицательной энтропией, равной (см. § 3.3)

(12.14)

Дата добавления: 2015-08-17