სითბოს რაოდენობა სხეულის სხვა აგრეგაციის მდგომარეობაში გადასვლისას. მატერიის აგრეგატული მდგომარეობები მყარიდან თხევადზე გადასვლა

ნივთიერების გადასვლას აირისებრი მდგომარეობიდან თხევად მდგომარეობაში ეწოდება კონდენსაცია. გარკვეულ პირობებში, ნივთიერებები შეიძლება შეიცვალოს ერთი მდგომარეობიდან მეორეში. ერთი აგრეგაციის მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლა. სუბლიმაციის საპირისპირო პროცესს (ნივთიერების გადასვლა გაზიდან მყარ მდგომარეობაში) ეწოდება დესუბლიმაცია. არის ნივთიერებები, რომლებიც მყარი მდგომარეობიდან პირდაპირ აირისებურ მდგომარეობაში გადადიან, თხევადი ფაზის გვერდის ავლით. ამ პროცესს სუბლიმაცია ან სუბლიმაცია ეწოდება.

აორთქლება შეიძლება მოხდეს ნებისმიერ ტემპერატურაზე. სითხის ორთქლად გადაქცევას, რომელიც ხდება სხეულის მთელ მოცულობაში, ეწოდება დუღილი, ხოლო ტემპერატურას, რომლის დროსაც სითხე დუღს, ეწოდება დუღილის წერტილი. თუ გარე გარემოს სხვა პარამეტრები (კერძოდ, წნევა) მუდმივი რჩება, მაშინ სხეულის ტემპერატურა არ იცვლება დნობის (კრისტალიზაციის) და დუღილის პროცესში.

2. თხევადი მდგომარეობა

არსებობს აგრეგაციის სხვა მდგომარეობები, მაგალითად, ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი. გამორჩეული თვისებაა პლაზმურ მდგომარეობაში გადასვლის მკვეთრი საზღვრის არარსებობა. აგრეგაციის მდგომარეობების განმარტებები ყოველთვის არ არის მკაცრი. მყარი იყოფა კრისტალურად და ამორფულად. კრისტალებს ახასიათებთ სივრცითი პერიოდულობა ატომების წონასწორული პოზიციების განლაგებისას, რაც მიიღწევა შორი მანძილის რიგის არსებობით და ეწოდება კრისტალური ბადე.

1. მყარი მდგომარეობა

კლასიკური ცნებების მიხედვით, მყარის სტაბილური მდგომარეობა (მინიმალური პოტენციური ენერგიით) არის კრისტალური. ამორფული მდგომარეობის განსაკუთრებული შემთხვევაა მინის მდგომარეობა. თხევადი მდგომარეობა, როგორც წესი, განიხილება შუალედური მყარ და გაზს შორის. თხევადი სხეულების ფორმა შეიძლება განისაზღვროს მთლიანად ან ნაწილობრივ იმით, რომ მათი ზედაპირი ელასტიური მემბრანავით იქცევა.

როგორც წესი, თხევად მდგომარეობაში მყოფ ნივთიერებას აქვს მხოლოდ ერთი მოდიფიკაცია. გაზის მსგავსად, სითხეებიც ძირითადად იზოტროპულია. თუმცა, არსებობს ანიზოტროპული თვისებების მქონე სითხეები - თხევადი კრისტალები. გარდა იზოტროპული, ეგრეთ წოდებული ნორმალური ფაზისა, ამ ნივთიერებებს, მეზოგენებს, აქვთ ერთი ან რამდენიმე მოწესრიგებული თერმოდინამიკური ფაზა, რომლებსაც მეზოფაზას უწოდებენ.

3. აირისებრი მდგომარეობა

გაზში მოლეკულებს შეუძლიათ თავისუფლად და სწრაფად გადაადგილება. აირისებრი მდგომარეობა ხასიათდება იმით, რომ არ ინარჩუნებს არც ფორმას და არც მოცულობას. გაზი ავსებს ყველა ხელმისაწვდომ ადგილს და აღწევს ნებისმიერ კუთხეში. ეს არის დაბალი სიმკვრივის ნივთიერებების დამახასიათებელი მდგომარეობა.

მიკროსკოპული თვალსაზრისით, გაზი არის მატერიის მდგომარეობა, რომელშიც მისი ცალკეული მოლეკულები სუსტად ურთიერთქმედებენ და ქაოტურად მოძრაობენ. სითხეების მსგავსად, გაზებს აქვთ სითხე და უძლებენ დეფორმაციას. სითხეებისგან განსხვავებით, გაზებს არ აქვთ ფიქსირებული მოცულობა და არ ქმნიან თავისუფალ ზედაპირს, მაგრამ მიდრეკილნი არიან შეავსონ მთელი ხელმისაწვდომი მოცულობა (მაგალითად, ჭურჭელი). ზოგიერთ ნივთიერებას არ აქვს აირისებრი მდგომარეობა.

მატერიის მეოთხე მდგომარეობას ხშირად პლაზმას უწოდებენ. თხევად კრისტალებს ერთდროულად აქვთ როგორც სითხეების (სითხეულობა) ასევე კრისტალების (ანიზოტროპიის) თვისებები. სტრუქტურულად, თხევადი კრისტალები არის ბლანტი სითხეები, რომლებიც შედგება წაგრძელებული ან დისკის ფორმის მოლეკულებისგან, რომლებიც მოწესრიგებულია გარკვეული გზით ამ სითხის მთელ მოცულობაში.

აორთქლება და კონდენსაცია

თავის მხრივ, ნემატიკა იყოფა ნემატურ და ქოლესტერინულ თხევად კრისტალებად. ვინაიდან ჰელიუმის ატომები ბოზონებია, კვანტური მექანიკა საშუალებას აძლევს ნაწილაკების თვითნებური რაოდენობა იყოს ერთ მდგომარეობაში.

ვინაიდან მდგომარეობების ენერგია დისკრეტულია, ატომს შეუძლია მიიღოს არა რაიმე ენერგია, არამედ მხოლოდ ერთი, რომელიც უდრის ენერგიის უფსკრული მეზობელ ენერგეტიკულ დონეებს შორის. მაგრამ დაბალ ტემპერატურაზე, შეჯახების ენერგია შეიძლება იყოს ამ მნიშვნელობაზე ნაკლები, რის შედეგადაც ენერგიის გაფანტვა უბრალოდ არ მოხდება.

ასევე ითვლება, რომ სამყაროს ევოლუციაში გლაზმას მდგომარეობა წინ უძღოდა კვარკ-გლუონის პლაზმას, რომელიც არსებობდა წამის პირველ მემილიონედებში, დიდი აფეთქების შემდეგ. ღრმა გაგრილების დროს ზოგიერთი (არა ყველა) ნივთიერება გარდაიქმნება ზეგამტარ ან ზესთხევად მდგომარეობაში. მატერიის ფუნდამენტურად განსხვავებული მდგომარეობა, რომელიც შედგება მხოლოდ ნეიტრონებისგან.

დიფუზიის კოეფიციენტს ამ შემთხვევაში აქვს შუალედური მნიშვნელობა სითხესა და გაზს შორის. სუპერკრიტიკული ნივთიერებები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ორგანული გამხსნელების შემცვლელი ლაბორატორიულ და სამრეწველო პროცესებში.

მასალა ცოდნის ჰიპერმარკეტიდან

შედეგად, ნეიტრონულ მდგომარეობაში მყოფი მატერია მთლიანად შედგება ნეიტრონებისაგან და აქვს სიმკვრივე ბირთვის რიგის მიხედვით. MeV და უფრო მაღალი) ნეიტრონულ მდგომარეობაში იწყება სხვადასხვა მეზონების დაბადება და განადგურება. ტემპერატურის შემდგომი მატებასთან ერთად, ხდება დეკონფიმაცია და ნივთიერება გადადის კვარკ-გლუონის პლაზმის მდგომარეობაში. ის აღარ შედგება ჰადრონებისგან, არამედ მუდმივად იბადება და ქრება კვარკებისა და გლუონებისგან.

: [30 ტომად] / წ. რედ. A.M. პროხოროვი; 1969-1978 წწ. 1).

ნორმალურ პირობებში, ნებისმიერი ნივთიერება არსებობს სამიდან ერთ-ერთ მდგომარეობაში - მყარი, თხევადი ან აირისებრი ( სმ.მატერიის აგრეგატული მდგომარეობები). თითოეული ეს პირობა შეესაბამება მოლეკულებსა და/ან ატომებს შორის ობლიგაციების საკუთარ სტრუქტურას, რომელიც ხასიათდება მათ შორის ბმის გარკვეული ენერგიით. ამ სტრუქტურის შესაცვლელად საჭიროა ან თერმული ენერგიის შემოდინება გარედან (მაგალითად, მყარი ნივთიერების დნობის დროს), ან ენერგიის გადინება გარედან (მაგალითად, კრისტალიზაციის დროს).

დასაწყისისთვის, მყარი ნივთიერების გათვალისწინებით, ჩვენ გვესმის სპეკულაციურად, რომ მასში შემავალი მოლეკულები/ატომები შეკრულია რაიმე სახის ხისტ კრისტალურ ან ამორფულ სტრუქტურაში - მცირე გაცხელებით ისინი მხოლოდ იწყებენ „რხევას“ თავიანთი ფიქსირებული პოზიციის გარშემო (რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა. რაც უფრო დიდია ვიბრაციების ამპლიტუდა). ნივთიერების შემდგომი გაცხელებით, მოლეკულები უფრო და უფრო იშლება, სანამ საბოლოოდ ისინი არ გაშორდებიან თავიანთ "სახლს" და "თავისუფლად ცურავს". ეს არის ის დნობისან დნობისმყარი შევიდა თხევადი. ნივთიერების დნობისთვის საჭირო ენერგიის მიწოდებას ეწოდება შერწყმის სითბო.

თავისთავად ძალიან საინტერესოა მყარი ნივთიერების ტემპერატურის ცვლილების გრაფიკი დნობის წერტილის გავლისას. დნობის წერტილამდე, როდესაც ისინი გაცხელდებიან, ატომები/მოლეკულები უფრო და უფრო მოძრაობენ თავიანთი ფიქსირებული პოზიციის გარშემო და თერმული ენერგიის ყოველი დამატებითი ნაწილის მოსვლა იწვევს მყარი სხეულის ტემპერატურის ზრდას. თუმცა, როგორც კი მყარი მიაღწევს დნობის წერტილს, ის რჩება ამ ტემპერატურაზე გარკვეული დროის განმავლობაში, სითბოს მუდმივი დინების მიუხედავად, სანამ არ დააგროვებს საკმარის თერმულ ენერგიას ხისტი მოლეკულაშორისი ბმების დასაშლელად. ანუ პროცესში ფაზის გადასვლანივთიერება მყარი მდგომარეობიდან თხევადში შეიწოვება მასში ტემპერატურის გაზრდის გარეშე, რადგან ეს ყველაფერი იხარჯება ინტერმოლეკულური ბმების გაწყვეტაზე. სწორედ ამიტომ, ყინულის კუბიკი კოქტეილში, თუნდაც ყველაზე ცხელ ამინდში, რჩება ყინულის ტემპერატურაზე, სანამ ყველაფერი არ გადნება. ამავდროულად, დნობისას, ყინულის კუბი ართმევს სითბოს მის გარშემო მყოფ კოქტეილს (და ამით აციებს მას სასიამოვნო ტემპერატურამდე) და თავად იძენს ენერგიას, რომელიც მას სჭირდება ინტერმოლეკულური კავშირების გასატეხად და საბოლოოდ თვითგანადგურებისთვის.

სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა მყარი ან თხევადი მოცულობის დნობის ან აორთქლებისათვის, შესაბამისად, ეწოდება. შერწყმის ლატენტური სითბოან აორთქლების ლატენტური სითბო.და აქ ჩართული რაოდენობები ზოგჯერ მნიშვნელოვანია. მაგალითად, 1 კგ წყლის გასათბობად 0°C-დან 100°C-მდე საჭიროა "მხოლოდ" 420 000 ჯოული (J) თერმული ენერგია და ამ კილოგრამ წყლის გადაქცევა 1 კგ ორთქლად, რომლის ტემპერატურა იგივე 100-ია. °C , - 2,260,000 J ენერგია.

მას შემდეგ რაც მყარი მასა მთლიანად გადაიქცევა სითხეში, შემდგომი სიცხე კვლავ გამოიწვევს ნივთიერების ტემპერატურის მატებას. თხევად მდგომარეობაში ნივთიერების მოლეკულები ჯერ კიდევ მჭიდრო კონტაქტშია, მაგრამ მათ შორის ხისტი მოლეკულათაშორისი ბმები ირღვევა და ურთიერთქმედების ძალები, რომლებიც აკავებენ მოლეკულებს, რამდენიმე რიგით სუსტია, ვიდრე მყარში, ამიტომ მოლეკულები იწყებენ საკმაოდ თავისუფლად მოძრაობენ ერთმანეთთან შედარებით. თერმული ენერგიის შემდგომი მიწოდება სითხეს ფაზაში მოაქვს მდუღარედა აქტიური აორთქლებაან აორთქლება.

და ისევ, როგორც აღწერილი იყო დნობის ან დნობის შემთხვევაში, გარკვეული დროის განმავლობაში მთელი მიწოდებული დამატებითი ენერგია იხარჯება მოლეკულებს შორის თხევადი ობლიგაციების გაწყვეტაზე და მათ აირისებრ მდგომარეობაში (მუდმივი დუღილის დროს) გათავისუფლებაზე. ამ ერთი შეხედვით სუსტი კავშირების გაწყვეტაზე დახარჯული ენერგია ე.წ. აორთქლების ლატენტური სითბო -ასევე საჭიროა მნიშვნელოვანი თანხა (იხ. მაგალითი ზემოთ).

ყველა იგივე პროცესი ნივთიერების ენერგიის გადინების (გაგრილების) დროს ხდება საპირისპირო თანმიმდევრობით. პირველ რიგში, გაზი კლებულობს ტემპერატურის კლებასთან ერთად და ეს გრძელდება მანამ, სანამ არ მიაღწევს კონდენსაციის წერტილები- ტემპერატურა, რომლითაც ის იწყება გათხევადება, -და ის ზუსტად უდრის შესაბამისი სითხის აორთქლების (დუღილის) ტემპერატურას. კონდენსაციის დროს, როდესაც მოლეკულებს შორის ურთიერთმიზიდულობის ძალები იწყებენ უპირატესობას თერმული მოძრაობის ენერგიაზე, გაზი იწყებს თხევად გადაქცევას - "კონდენსაცია". ამ შემთხვევაში სპეციფიკური ე.წ კონდენსაციის სითბო -ის ზუსტად უდრის აორთქლების ლატენტურ სპეციფიკურ სითბოს, რომელიც უკვე განვიხილეთ. ანუ რამდენი ენერგია დახარჯეთ სითხის გარკვეული მასის აორთქლებაზე, ზუსტად იმდენივე ენერგიას გამოყოფს ორთქლი სითბოს სახით სითხეში შედედებისას.

ის ფაქტი, რომ კონდენსაციის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა ძალიან მაღალია, ეს არის ადვილად შესამოწმებელი ფაქტი: უბრალოდ აწიეთ ხელისგულები მდუღარე ქვაბში. ორთქლის სითბოს გარდა, თქვენი კანი ასევე განიცდის სითბოს, რომელიც გამოიყოფა თხევად წყალში მისი კონდენსაციის შედეგად.

რაც უფრო გაცივდება სითხე გაყინვის წერტილები(რომლის ტემპერატურა უდრის დნობის წერტილი), გარეთ თერმული ენერგიის გამოყოფის პროცესი კვლავ დაიწყება თვით ნივთიერების ტემპერატურის შემცირების გარეშე. ამ პროცესს ე.წ კრისტალიზაცია, და გამოყოფს ზუსტად იმდენივე თბოენერგიას, რასაც გარემოდან დნობისას იღებენ (ნივთიერების გადასვლა მყარი ფაზიდან თხევადში).

არსებობს სხვა ტიპის ფაზური გადასვლა - ნივთიერების მყარი მდგომარეობიდან უშუალოდ აირისებურ მდგომარეობაში (სითხის გვერდის ავლით). ამ ფაზის ტრანსფორმაციას ე.წ სუბლიმაცია, ან სუბლიმაცია. ყველაზე გავრცელებული მაგალითი: ნესტიანი სამრეცხაო ეკიდა სიცივეში გასაშრობად. მასში არსებული წყალი ჯერ ყინულში კრისტალიზდება, შემდეგ კი - მზის პირდაპირი სხივების გავლენით - მიკროსკოპული ყინულის კრისტალები უბრალოდ აორთქლდება, გვერდის ავლით თხევადი ფაზას. კიდევ ერთი მაგალითი: როკ კონცერტებზე „მშრალი ყინული“ (გაყინული ნახშირორჟანგი CO 2) გამოიყენება კვამლის ეკრანის შესაქმნელად - ის აორთქლდება პირდაპირ ჰაერში, ფარავს შემსრულებელ მუსიკოსებს და ასევე გვერდის ავლით თხევადი ფაზას. შესაბამისად, სჭირდება სუბლიმაციის ენერგია.

ნებისმიერი ნივთიერება შედგება მოლეკულებისგან და მისი ფიზიკური თვისებები დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ არის მოლეკულები დალაგებული და როგორ ურთიერთქმედებენ ისინი ერთმანეთთან. ჩვეულებრივ ცხოვრებაში, ჩვენ ვაკვირდებით მატერიის სამ მთლიან მდგომარეობას - მყარი, თხევადი და აირისებრი. აგრეგაციის სამ მდგომარეობას შორის განსხვავება განისაზღვრება მოლეკულებს შორის მანძილით და მათი ურთიერთქმედების ხარისხით.

პროცესები, რომლებშიც შეიმჩნევა ნივთიერებების საერთო მდგომარეობების ცვლილება, სულ ექვსი.ნივთიერების გადასვლას მყარიდან თხევადში ეწოდება დნობისსაპირისპირო პროცესი - კრისტალიზაცია. როდესაც ნივთიერება იცვლება თხევადიდან გაზად, მას ე.წ აორთქლებაგაზიდან სითხემდე - კონდენსაცია. მყარი მდგომარეობიდან პირდაპირ გაზზე გადასვლას, თხევადი მდგომარეობის გვერდის ავლით, ეწოდება სუბლიმაციასაპირისპირო პროცესი - დესუბლიმაცია.

· 1. დნობა

· 2. კრისტალიზაცია

· 3. აორთქლება

· 4. კონდენსაცია

· 5. სუბლიმაცია

· 6. დესუბლიმაცია

ყველა ამ გადასვლის მაგალითებიმე და შენ ეს არაერთხელ გვინახავს ჩვენს ცხოვრებაში. ყინული დნება და წარმოიქმნება წყალი, წყალი ორთქლდება და წარმოიქმნება ორთქლი. საპირისპირო მიმართულებით, ორთქლი, კონდენსირებული, კვლავ იქცევა წყალში, ხოლო წყალი, გაყინვა, ხდება ყინული. და თუ ფიქრობთ, რომ არ იცით სუბლიმაციისა და დესუბლიმაციის პროცესები, მაშინ ნუ იჩქარებთ დასკვნების გამოტანას. ნებისმიერი მყარი სხეულის სუნი სხვა არაფერია, თუ არა სუბლიმაცია. ზოგიერთი მოლეკულა გამოდის სხეულიდან და წარმოქმნის გაზს, რომლის სუნიც შეგვიძლია. საპირისპირო პროცესის მაგალითია შაბლონები მინაზე ზამთარში, როდესაც ორთქლი ჰაერში, იყინება, დგას მინაზე და ქმნის უცნაურ ნიმუშებს.

წყალბადის ბმა

რა არის წყალბადის ბმა? ამ კავშირის ცნობილი მაგალითია ჩვეულებრივი წყალი (H2O). იმის გამო, რომ ჟანგბადის ატომი (O) უფრო ელექტროუარყოფითია, ვიდრე წყალბადის ორი ატომი (H), ის აშორებს შემაკავშირებელ ელექტრონებს წყალბადის ატომებს. ასეთი კოვალენტური პოლარული ბმის შექმნის შედეგად წარმოიქმნება დიპოლი. ჟანგბადის ატომი იძენს მცირე უარყოფით მუხტს, ხოლო წყალბადის ატომები იძენენ მცირე დადებით მუხტს, რომელიც იზიდავს მეზობელი H2O მოლეკულის (ანუ წყლის) ჟანგბადის ატომის ელექტრონებს (მათი მარტოხელა წყვილი). ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ წყალბადის ბმა არის მიმზიდველი ძალა, რომელიც წარმოიქმნება წყალბადის ატომსა და ელექტროუარყოფით ატომს შორის. წყალბადის ატომის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ მისი შემაკავშირებელი ელექტრონების მიზიდულობა ავლენს მის ბირთვს (ანუ პროტონს, რომელიც არ არის დაცული სხვა ელექტრონებით). და მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადის ბმა კოვალენტურ კავშირზე სუსტია, სწორედ ეს განსაზღვრავს H2O (წყლის) რიგ ანომალიურ თვისებებს.

ყველაზე ხშირად, ეს ბმა იქმნება შემდეგი ელემენტების ატომების მონაწილეობით: ჟანგბადი (O), აზოტი (N) და ფტორი (F). ეს ხდება იმის გამო, რომ ამ ელემენტების ატომები მცირე ზომისაა და ხასიათდება მაღალი ელექტრონეგატიურობით. უფრო დიდი ატომებით (გოგირდი S ან ქლორი Cl), წარმოქმნილი წყალბადის ბმა უფრო სუსტია, მიუხედავად იმისა, რომ ეს ელემენტები ელექტრონეგატიურობით შედარებულია N-თან (ანუ აზოტთან).

წყალბადის ბმის ორი ტიპი არსებობს:

1.წყალბადის ინტერმოლეკულური ბმა- ჩნდება ორ მოლეკულას შორის, მაგალითად: მეთანოლი, ამიაკი, წყალბადის ფტორი

2. ინტრამოლეკულური წყალბადის ბმა– ჩნდება ერთი მოლეკულის შიგნით, მაგალითად: 2-ნიტროფენოლი.

ასევე ამჟამად ითვლება, რომ წყალბადის ქიმიური ბმები შეიძლება იყოს სუსტი და ძლიერი. ისინი ერთმანეთისგან განსხვავდებიან ენერგიით და ბმის სიგრძით (ატომებს შორის მანძილი):

1. წყალბადის ბმები სუსტია. ენერგია – 10-30 კჯ/მოლი, ბმის სიგრძე – 30. ზემოთ ჩამოთვლილი ყველა ნივთიერება ნორმალური ან სუსტი წყალბადის ბმების მაგალითია.

2. წყალბადის ბმები ძლიერია. ენერგია – 400 კჯ/მოლი, სიგრძე – 23-24. ექსპერიმენტული მონაცემები მიუთითებს, რომ ძლიერი ბმები წარმოიქმნება შემდეგ იონებში: წყალბადის დიფტორ იონში -, ჰიდრატირებული ჰიდროქსიდის იონში -, ჰიდრატირებული ოქსონიუმის იონი +, ასევე სხვადასხვა ორგანულ და არაორგანულ ნაერთებში.

ყველა მატერია შეიძლება არსებობდეს ოთხიდან ერთ-ერთ ფორმაში. თითოეული მათგანი წარმოადგენს ნივთიერების აგრეგაციის სპეციფიკურ მდგომარეობას. დედამიწის ბუნებაში სამ მათგანში ერთდროულად მხოლოდ ერთია წარმოდგენილი. ეს წყალია. ადვილი შესამჩნევია როგორც აორთქლებული, ასევე გამდნარი და გამაგრებული. ანუ ორთქლი, წყალი და ყინული. მეცნიერებმა ისწავლეს მატერიის საერთო მდგომარეობის შეცვლა. მათთვის ყველაზე დიდი სირთულე მხოლოდ პლაზმაა. ეს მდგომარეობა განსაკუთრებულ პირობებს მოითხოვს.

რა არის, რაზეა დამოკიდებული და როგორ ახასიათებს?

თუ სხეული მატერიის განსხვავებულ მდგომარეობაში გადავიდა, ეს არ ნიშნავს რომ რაღაც სხვა გამოჩნდა. ნივთიერება იგივე რჩება. თუ სითხეს აქვს წყლის მოლეკულები, მაშინ ყინულსა და ორთქლს იგივე მოლეკულები ექნება. შეიცვლება მხოლოდ მათი მდებარეობა, მოძრაობის სიჩქარე და ერთმანეთთან ურთიერთქმედების ძალები.

თემის „აგრეგაციის მდგომარეობები (მე-8 კლასი)“ შესწავლისას განიხილება მხოლოდ სამი მათგანი. ეს არის თხევადი, აირი და მყარი. მათი გამოვლინებები დამოკიდებულია გარემოს ფიზიკურ პირობებზე. ამ პირობების მახასიათებლები მოცემულია ცხრილში.

პირველი მდგომარეობა: მყარი

მისი ფუნდამენტური განსხვავება სხვებისგან არის ის, რომ მოლეკულებს აქვთ მკაცრად განსაზღვრული ადგილი. როდესაც ადამიანები საუბრობენ აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაზე, ისინი ყველაზე ხშირად გულისხმობენ კრისტალებს. მათი გისოსების სტრუქტურა სიმეტრიული და მკაცრად პერიოდულია. ამიტომ, ის ყოველთვის შენარჩუნებულია, რაც არ უნდა შორს გავრცელდეს სხეული. ნივთიერების მოლეკულების ვიბრაციული მოძრაობა საკმარისი არ არის ამ გისოსის გასანადგურებლად.

მაგრამ არის ამორფული სხეულებიც. მათ აკლიათ მკაცრი სტრუქტურა ატომების მოწყობაში. ისინი შეიძლება იყვნენ სადმე. მაგრამ ეს ადგილი ისეთივე სტაბილურია, როგორც კრისტალურ სხეულში. განსხვავება ამორფულ და კრისტალურ ნივთიერებებს შორის არის ის, რომ მათ არ აქვთ დნობის (გამაგრების) სპეციფიკური ტემპერატურა და ხასიათდებიან სითხეობით. ასეთი ნივთიერებების ნათელი მაგალითები: მინა და პლასტმასი.

მეორე მდგომარეობა: თხევადი

მატერიის ეს მდგომარეობა არის მყარი და აირის ჯვარი. ამიტომ, ის აერთიანებს ზოგიერთ თვისებას პირველიდან და მეორედან. ამრიგად, ნაწილაკებსა და მათ ურთიერთქმედებას შორის მანძილი ისეთივეა, როგორიც იყო კრისტალების შემთხვევაში. მაგრამ მდებარეობა და მოძრაობა უფრო ახლოს არის გაზთან. ამიტომ სითხე არ ინარჩუნებს თავის ფორმას, არამედ ვრცელდება მთელ ჭურჭელში, რომელშიც ის არის ჩასხმული.

მესამე მდგომარეობა: გაზი

მეცნიერებისთვის, რომელსაც ეწოდება "ფიზიკა", გაზის სახით აგრეგაციის მდგომარეობა ბოლო ადგილზე არ არის. ყოველივე ამის შემდეგ, ის სწავლობს მის გარშემო არსებულ სამყაროს და მასში ჰაერი ძალიან გავრცელებულია.

ამ მდგომარეობის თავისებურება ისაა, რომ მოლეკულებს შორის პრაქტიკულად არ არსებობს ურთიერთქმედების ძალები. ეს ხსნის მათ თავისუფალ მოძრაობას. რის გამოც აირისებრი ნივთიერება ავსებს მისთვის მიწოდებულ მთელ მოცულობას. უფრო მეტიც, ყველაფერი შეიძლება გადავიდეს ამ მდგომარეობაში, თქვენ უბრალოდ უნდა გაზარდოთ ტემპერატურა საჭირო რაოდენობით.

მეოთხე მდგომარეობა: პლაზმა

ნივთიერების აგრეგაციის ეს მდგომარეობა არის გაზი, რომელიც მთლიანად ან ნაწილობრივ იონიზებულია. ეს ნიშნავს, რომ მასში უარყოფითი და დადებითად დამუხტული ნაწილაკების რაოდენობა თითქმის ერთნაირია. ეს სიტუაცია ხდება გაზის გაცხელებისას. შემდეგ ხდება თერმული იონიზაციის პროცესის მკვეთრი დაჩქარება. ის მდგომარეობს იმაში, რომ მოლეკულები იყოფა ატომებად. ეს უკანასკნელი შემდეგ იონებად იქცევა.

სამყაროს შიგნით, ეს მდგომარეობა ძალიან გავრცელებულია. რადგან ის შეიცავს ყველა ვარსკვლავს და მათ შორის არსებულ საშუალოს. ის ძალზე იშვიათად გვხვდება დედამიწის ზედაპირის საზღვრებში. იონოსფეროსა და მზის ქარის გარდა, პლაზმა შესაძლებელია მხოლოდ ჭექა-ქუხილის დროს. ელვისებური ციმციმის დროს იქმნება პირობები, როდესაც ატმოსფერული აირები გარდაიქმნება მატერიის მეოთხე მდგომარეობაში.

მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ პლაზმა არ შეიქმნა ლაბორატორიაში. პირველი, რაც ჩვენ მოვახერხეთ გამრავლება იყო გაზის გამონადენი. პლაზმა ახლა ავსებს ფლუორესცენტურ ნათურებს და ნეონის რეკლამას.

როგორ ხდება ქვეყნებს შორის გადასვლა?

ამისათვის თქვენ უნდა შექმნათ გარკვეული პირობები: მუდმივი წნევა და სპეციფიკური ტემპერატურა. ამ შემთხვევაში ნივთიერების მთლიანი მდგომარეობის ცვლილებას თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა ან შთანთქმა. უფრო მეტიც, ეს გადასვლა არ ხდება ელვის სისწრაფით, მაგრამ მოითხოვს გარკვეულ დროს. მთელი ამ დროის განმავლობაში პირობები უცვლელი უნდა დარჩეს. გარდამავალი ხდება ნივთიერების ერთდროულად არსებობით ორი ფორმით, რომლებიც ინარჩუნებენ თერმული წონასწორობას.

მატერიის პირველი სამი მდგომარეობა შეიძლება ურთიერთდახმარებით გარდაიქმნას ერთმანეთში. არსებობს პირდაპირი და საპირისპირო პროცესები. მათ აქვთ შემდეგი სახელები:

• დნობის(მყარი თხევადი) და კრისტალიზაციამაგალითად, ყინულის დნობა და წყლის გამაგრება;
• აორთქლება(თხევადიდან აირისებრამდე) და კონდენსაცია, მაგალითად არის წყლის აორთქლება და მისი გამომუშავება ორთქლიდან;
• სუბლიმაცია(მყარიდან გაზამდე) და დესუბლიმაციამაგალითად, პირველი მათგანისთვის მშრალი არომატის აორთქლება და მეორესთვის მინაზე ყინვაგამძლე ნიმუშები.

დნობისა და კრისტალიზაციის ფიზიკა

თუ მყარი თბება, მაშინ გარკვეულ ტემპერატურაზე, ე.წ დნობის წერტილიკონკრეტული ნივთიერების, აგრეგაციის მდგომარეობის ცვლილება დაიწყება, რასაც დნობა ეწოდება. ეს პროცესი გულისხმობს ენერგიის შთანთქმას, რომელსაც ე.წ სითბოს რაოდენობადა მითითებულია წერილით ქ. მის გამოსათვლელად თქვენ უნდა იცოდეთ შერწყმის სპეციფიკური სითბო, რომელიც აღინიშნება λ . და ფორმულა იღებს შემდეგ გამონათქვამს:

Q = λ * მ, სადაც m არის ნივთიერების მასა, რომელიც მონაწილეობს დნობაში.

თუ მოხდა საპირისპირო პროცესი, ანუ სითხის კრისტალიზაცია, მაშინ პირობები მეორდება. ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ ენერგია გამოიყოფა და ფორმულაში მინუს ნიშანი ჩნდება.

აორთქლებისა და კონდენსაციის ფიზიკა

როდესაც ნივთიერება აგრძელებს გაცხელებას, ის თანდათან მიუახლოვდება იმ ტემპერატურას, რომლითაც იწყება მისი ინტენსიური აორთქლება. ამ პროცესს აორთქლება ეწოდება. მას ისევ ახასიათებს ენერგიის შთანთქმა. მხოლოდ მისი გამოსათვლელად უნდა იცოდეთ აორთქლების სპეციფიკური სითბო რ. და ფორმულა იქნება ასეთი:

Q = r * m.

საპირისპირო პროცესი ან კონდენსაცია ხდება იმავე რაოდენობის სითბოს გამოყოფით. მაშასადამე, ფორმულაში მინუსი ისევ ჩნდება.