Состояние вещества

Состояние вещества

Состояние веществаВ зависимости от внешних условий (температуры и давления) вещество может находиться в различных состояниях: плазменном, газообразном, жидком, твердом или сверх сжатом. В трех из них — газообразном, жидком и твердом сохраняется атомно-молекулярный состав вещества, что особенно важно для химических превращений. Эти три состояния называются также агрегатными. Существование вещества при данных условиях в том или ином агрегатном состоянии зависит от строения электронных оболочек, составляющих его частиц: атомов, молекул или ионов.

Твердое состояние вещества характеризуется высокой степенью упорядоченности взаимного расположения частиц. Каждая из них колеблется около некоторого среднего положения, оставаясь жестко связанной со своими соседями. Этим можно объяснить некоторые свойства твердых тел: все они имеют определенную форму и оказывают значительное сопротивление внешнему механическому воздействию.

Рис. Состояние вещества вода

С повышением температуры амплитуда тепловых колебаний частиц возрастает. Для каждого индивидуального вещества существует определенная температура, при которой энергия тепловых колебаний становится равной энергии связи частиц в твердом теле и они начинают перемещаться друг относительно друга, продолжая совершать при этом колебательные и вращательные движения. Правильная структура нарушается; вещество плавится, т. е. переходит в жидкое состояние. В отличие от твердого тела жидкость не имеет своей формы, а принимает форму сосуда, в котором она в данный момент находится.

Газообразное состояние вещества характеризуется полным отсутствием упорядоченности. Молекулы газа свободно движутся в объеме, значительно превышающем их собственный. Они взаимодействуют только в моменты столкновений или при достаточно близком прохождении друг около друга. Слабое взаимодействие между частицами вещества в газообразном состоянии обусловливает стремление газа к неограниченному расширению.

При температурах порядка сотен тысяч градусов и выше вещество находится в плазменном состоянии, представляющем собой смесь электронов, ядер и положительно заряженных ионов. В целом плазма электронейтральна, но обладает исключительно высокой проводимостью. Внутри плазмы происходят непрерывные разрежения и сгущения, сопровождающиеся образованием плазмоидов — упорядоченных структур правильной формы. В земных условиях плазменное состояние вещества встречается крайне редко (северное сияние, молнии, электрическая дуга). Наоборот, в масштабах всей Вселенной основная масса вещества находится в виде плазмы.

Установлено, что при давлении в десятки и сотни тысяч атмосфер электроны в атомах переходят с наружных слоев во внутренние. Логично предположить, что при дальнейшем увеличении внешнего давления электронные оболочки будут постепенно разрушаться и вещество перейдет в жидко-плазменное состояние (ядра + электронная жидкость). Затем электроны начнут поглощаться ядрами и образуется нейтронное состояние материи.

Статья на тему Состояние вещества