Looduses leidub aineid kolmes olekus: tahkes, vedelas ja gaasilises olekus. Näiteks võib vesi olla tahkes (jää), vedelas (vesi) ja gaasilises (veeaur) olekus. Teile tuttavas termomeetris on elavhõbe vedelik. Pinna kohal on elavhõbedaaurud ja temperatuuril -39 C muutub elavhõbe tahkeks aineks.

Erinevates olekutes on ainetel erinevad omadused. Suurem osa meid ümbritsevatest kehadest on valmistatud tahketest ainetest. Need on majad, autod, tööriistad jne. Tugeva keha kuju saab muuta, kuid see nõuab pingutust. Näiteks küüne painutamiseks peate rakendama üsna palju jõudu.

IN normaalsetes tingimustes tahket keha on raske kokku suruda või venitada.

Tahkete ainete andmiseks soovitud kuju ja maht tehastes ja tehastes töödeldakse neid spetsiaalsetel masinatel: treipingid, höövlid, veskid.

Tahkel ainel on oma kuju ja maht.

Erinevalt tahketest ainetest muudavad vedelikud kergesti oma kuju. Nad võtavad selle laeva kuju, milles nad asuvad.

Näiteks pudelit täitev piim on pudeli kujuga. Klaasi valades võtab see klaasi kuju (joon. 13). Kuid kuju muutes säilitab vedelik oma mahu.

Tavatingimustes on ainult väikestel vedelikupiiskadel oma kuju - palli kuju. Need on näiteks vihmapiisad või tilgad, millesse vedelikujuga puruneb.

Esemete valmistamine sulaklaasist põhineb vedeliku omadusel kergesti muuta oma kuju (joon. 14).

Vedelikud muudavad kergesti oma kuju, kuid säilitavad mahu.

Õhk, mida me hingame, on gaasiline aine või gaas. Kuna enamik gaase on värvitud ja läbipaistvad, on need nähtamatud.

Õhu olemasolu on tunda liikuva rongi avatud aknal seistes. Selle olemasolu ümbritsevas ruumis on tunda, kui ruumis on tuuletõmbus, ja seda saab tõestada ka lihtsate katsetega.

Kui keerate klaasi tagurpidi ja proovite seda vette lasta, siis vesi ei pääse klaasi, kuna see on õhuga täidetud. Nüüd laseme vette lehtri, mis on ühendatud kummivooliku abil klaastoruga (joonis 15). Lehtrist väljuv õhk hakkab selle toru kaudu väljuma.

Need ja paljud teised näited ja katsed kinnitavad, et ümbritsevas ruumis on õhku.

Gaasid, erinevalt vedelikest, muudavad kergesti oma mahtu. Tennisepalli pigistades muudame palli täitva õhu mahtu. Suletud anumasse pandud gaas hõivab kogu mahuti. Poolt pudelit ei saa gaasiga täita nii, nagu vedelikuga.

Gaasidel ei ole oma kuju ja püsivat mahtu. Nad võtavad anuma kuju ja täidavad täielikult neile antud mahu.

1. Milliseid kolme aine olekut teate? 2. Loetlege tahkete ainete omadused. 3. Nimeta vedelike omadused. 4. Millised omadused on gaasidel?

Vesi ja gaas. Kõik need erinevad oma omaduste poolest. Selles loendis on vedelikud erilisel kohal. Erinevalt tahketest ainetest ei ole vedelikel molekulid korrapäraselt paigutatud. Vedelik on aine eriline olek, mis on gaasi ja tahke aine vahepealne. Sellised ained võivad eksisteerida ainult siis, kui rangelt järgitakse teatud temperatuurivahemikke. Sellest intervallist allpool muutub vedel keha tahkeks ja üleval gaasiliseks. Sel juhul sõltuvad intervalli piirid otseselt rõhust.

Vesi

Üks vedela keha peamisi näiteid on vesi. Vaatamata sellele, et vesi kuulub sellesse kategooriasse, võib see sõltuvalt temperatuurist olla tahke või gaasilise ainena keskkond. Vedelast tahkesse olekusse üleminekul surutakse kokku tavalise aine molekulid. Kuid vesi käitub täiesti erinevalt. Külmumisel selle tihedus väheneb ja vajumise asemel ujub jää pinnale. Tavalises vedelas olekus veel on kõik vedeliku omadused – sellel on alati konkreetne ruumala, kuid konkreetset kuju ei ole.

Seetõttu hoiab vesi jääpinna all alati soojust. Isegi kui ümbritseva õhu temperatuur on –50°C, jääb see jää all ikkagi nulli. Põhikoolis ei pea aga vee või muude ainete omaduste üksikasjadesse süvenema. 3. klassis võib tuua vedelate kehade lihtsamaid näiteid – ja soovitav on sellesse loetellu lisada vesi. Õpilane ju Põhikool peab olema üldine arusaam ümbritseva maailma omadustest. Selles etapis piisab teadmisest, et vesi on normaalses olekus vedelik.

Pindpinevus on vee omadus

Vee pindpinevus on suurem kui teistel vedelikel. Tänu sellele omadusele tekivad vihmapiisad ja sellest tulenevalt säilib veeringe looduses. Vastasel juhul ei saaks veeaur nii kergesti tilkadeks muutuda ja vihma kujul maapinnale valguda. Vesi on tõepoolest näide vedelast kehast, millest sõltub otseselt elusorganismide olemasolu meie planeedil.

Pindpinevus on tingitud vedeliku molekulide üksteisest tõmbumisest. Iga osake kipub end teistega ümbritsema ja vedela keha pinnalt lahkuma. Seetõttu kipuvad vee keetmisel tekkivad seebimullid ja mullid võtma vedelat vormi – sellise mahuga saab ainult pallil olla minimaalne pinnapaksus.

Vedelad metallid

Vedelkehade klassi ei kuulu aga mitte ainult inimesele tuttavad ained, millega ta igapäevaelus tegeleb. Selle kategooria hulgas on palju erinevaid elemente perioodilisustabel Mendelejev. Vedela keha näiteks on ka elavhõbe. Seda ainet kasutatakse laialdaselt elektriseadmete valmistamisel, metallurgias, keemiatööstus.

Elavhõbe on vedel, läikiv metall, mis aurustub toatemperatuuril. See on võimeline lahustama hõbedat, kulda ja tsinki, moodustades seeläbi amalgaame. Elavhõbe on näide sellest, milliseid vedelkehi liigitatakse inimeludele ohtlikeks. Selle aurud on mürgised ja tervisele ohtlikud. Elavhõbeda kahjustav toime ilmneb tavaliselt mõni aeg pärast mürgistust.

Metall, mida nimetatakse tseesiumiks, on samuti vedelik. Juba toatemperatuuril on see poolvedelal kujul. Tseesium näib olevat kuldvalge aine. See metall on värvilt veidi sarnane kullaga, kuid on heledam.

Väävelhape

Peaaegu kõik anorgaanilised happed on ka näide sellest, millised vedelad kehad on olemas. Nt, väävelhape, mis näib olevat raske õline vedelik. Sellel pole ei värvi ega lõhna. Kuumutamisel muutub see väga tugevaks oksüdeerivaks aineks. Külma käes ei suhtle see metallidega – näiteks raua ja alumiiniumiga. Sellel ainel on oma omadused ainult puhtal kujul. Lahjendatud väävelhappel ei ole oksüdeerivaid omadusi.

Omadused

Millised vedelad kehad on peale loetletud? See on veri, õli, piim, mineraalõli, alkohol. Nende omadused võimaldavad neil ainetel kergesti mahutite kujul olla. Nagu teised vedelikud, ei kaota need ained oma mahtu, kui neid ühest anumast teise valada. Millised muud omadused on selles olekus igale ainele omased? Füüsikud on hästi uurinud vedelkehi ja nende omadusi. Vaatame nende peamisi omadusi.

Sujuvus

Üks neist peamised omadused mis tahes selle kategooria keha puhul on voolavus. See termin viitab keha võimele vastu võtta erineva kujuga, isegi kui see on suhteliselt nõrga välismõjuga. Tänu sellele omadusele saab iga vedelik voolata ojadena, pritsida tilkades ümbritsevale pinnale. Kui selle kategooria kehadel poleks voolavust, oleks võimatu pudelist vett klaasi valada.

Pealegi väljendub see omadus erinevates ainetes erineval määral. Näiteks mesi muudab kuju võrreldes veega väga aeglaselt. Seda omadust nimetatakse viskoossuseks. See omadus sõltub sisemine struktuur vedel keha. Näiteks meemolekulid on rohkem nagu puuoksad, veemolekulid aga väikeste punnidega pallid. Kui vedelik liigub, näivad meeosakesed “kleepunud üksteise külge” – just see protsess annab sellele suurema viskoossuse kui muud tüüpi vedelikud.

Vormi salvestamine

Samuti peame meeles pidama, et olenemata sellest, millisest vedelate kehade näitest me räägime, muudavad need ainult oma kuju, kuid ei muuda oma mahtu. Kui valate keeduklaasi vett ja valate teise anumasse, see omadus ei muutu, kuigi keha ise võtab uue anuma kuju, millesse see just valati. Mahujäävuse omadus on seletatav sellega, et molekulide vahel toimivad nii vastastikku ligitõmbavad kui ka tõrjuvad jõud. Tuleb märkida, et vedelikke on välismõjude tõttu peaaegu võimatu kokku suruda, kuna need võtavad alati anuma kuju.

Vedelad ja tahked kehad erinevad selle poolest, et viimased ei allu Tuletame meelde, et see reegel kirjeldab kõigi vedelike ja gaaside käitumist ning seisneb nende omaduses edastada neile avaldatavat survet igas suunas. Siiski tuleb märkida, et madalama viskoossusega vedelikud teevad seda kiiremini kui viskoossemad vedelikud. Näiteks kui avaldate survet veele või alkoholile, levib see üsna kiiresti.

Erinevalt nendest ainetest levib mee või vedela õli surve aeglasemalt, kuid sama ühtlaselt. 3. klassis võib tuua vedelate kehade näiteid nende omadusi märkimata. Täpsemaid teadmisi vajavad õpilased keskkoolis. Kui aga õpilane valmistub lisamaterjal, võib see aidata teil klassis kõrgema hinde saada.

2. klassi ohtlikud kaubad hõlmavad puhtaid gaase, gaaside segusid, ühe või mitme gaasi segusid ühe või mitme muu ainega, samuti selliseid aineid sisaldavad tooted. 2. klassi ained ja tooted jagunevad surugaasiks; veeldatud gaas; jahutatud veeldatud gaas; lahustunud gaas; aerosoolpihustid ja gaasi sisaldavad väikesed mahutid (gaasipadrunid); muud tooted, mis sisaldavad rõhu all olevat gaasi; survestamata gaasid, millele kehtivad erinõuded (gaasiproovid). 2. klassi ohtlike kaupade vedamisega kaasneb plahvatus-, tulekahju-, lämbumis-, külmumis- või mürgistusoht.

Õhk- looduslik gaaside segu, mis koosneb mahu järgi 78% lämmastikust, 21% hapnikust, 0,93% argoonist, 0,3% süsinikdioksiidist ja väga väike kogus väärisgaasid, vesinik, osoon, süsinikmonooksiid, ammoniaak, metaan, vääveldioksiid ja teised. Vedela õhu tihedus 0,96 g/kuup. cm (-192°C ja normaalrõhul). Õhk on vajalik paljude protsesside toimumiseks: kütuse põletamine, metallide sulatamine maakidest, erinevate keemiliste ühendite tööstuslik tootmine. Õhku kasutatakse ka hapniku, lämmastiku ja väärisgaaside tootmiseks; külmutusagensina, soojus- ja heliisolatsioonimaterjal, töövedelik elektriisolatsiooniseadmetes, õhkrehvides, joa- ja pihustusseadmetes, pneumaatilistes masinates jne.

Hapnik - keemiline element, millel on väljendunud oksüdeerivad omadused. Hapnikku kasutatakse peamiselt meditsiinis. Lisaks meditsiinile kasutatakse hapnikku metallurgias ja teistes tööstusharudes ning vedel hapnik toimib raketikütuse oksüdeerijana.

Propaan– värvitu, tuleohtlik, lõhnatu plahvatusohtlik gaas, mis sisaldub looduslikes ja nendega seotud naftagaasides, CO-st ja H2-st saadavates gaasides, samuti nafta rafineerimisel. Propaan avaldab negatiivset mõju kesknärvisüsteemile, vedela propaani kokkupuutel nahaga võib tekkida külmakahjustus.

Lämmastik- värvitu gaas, maitsetu ja lõhnatu. Lämmastikku kasutatakse paljudes tööstusharudes: inertse keskkonnana erinevates keemilistes ja metallurgilistes protsessides, elavhõbedatermomeetrite vaba ruumi täitmiseks, tuleohtlike vedelike pumpamisel jne. Vedelat lämmastikku kasutatakse erinevates valdkondades. külmutusagregaadid. Lämmastikku kasutatakse selleks tööstuslik tootmine ammoniaak, mis seejärel töödeldakse lämmastikhappeks, väetisteks, lõhkeaineteks jne.

Kloor- kollakasrohelise värvusega mürgine gaas. Põhilised kogused kloori töödeldakse selle tootmiskohas kloori sisaldavateks ühenditeks. Kloori kasutatakse ka tselluloosi ja kangaste pleegitamiseks, sanitaar- ja vee kloorimiseks, samuti mõne maagi kloorimiseks titaani, nioobiumi, tsirkooniumi jne ekstraheerimiseks. Kloorimürgitus on võimalik keemia-, tselluloosi- ja paberi-, tekstiili-, farmaatsiatööstuses jne d. Kloor ärritab silmade ja hingamisteede limaskesti, sageli liitub primaarsete põletikuliste muutustega sekundaarne infektsioon. Kloori kontsentratsioon õhus on 500 mg/m3. m. on viieteistkümneminutilise kokkupuutega surmav. Mürgistuse vältimiseks on vajalik: pitseerimine tootmisseadmed, tõhus ventilatsioon, vajadusel kasuta gaasimaski.

Ammoniaak- terava iseloomuliku lõhnaga värvitu gaas. Tootmiseks kasutatakse ammoniaaki lämmastikväetised, lõhkeained ja polümeerid, lämmastikhape, sooda ja muud keemiatööstuse tooted. Lahustina kasutatakse vedelat ammoniaaki. IN külmutustehnoloogia ammoniaaki kasutatakse külmutusagensina (717). Samuti kasutatakse laialdaselt 10% ammoniaagilahust ( ammoniaak) saadud meditsiinis. Vastavalt oma füsioloogilisele toimele organismile kuulub see lämmatava ja neurotroopse toimega ainete rühma, mis on sissehingamisel võimeline tekitama toksilist kopsuturset ja tõsiseid kahjustusi. närvisüsteem. Ammoniaagil on nii lokaalne kui ka resorptiivne toime. Ammoniaagi aurud ärritavad tugevalt silmade ja hingamiselundite limaskesti, samuti nahka, põhjustavad liigset pisaravoolu, valu silmades, sidekesta ja sarvkesta keemilisi põletusi, nägemise kaotust, köhahooge, naha punetust ja sügelust. Veeldatud ammoniaagi ja selle lahuste kokkupuutel nahaga tekib põletustunne, võimalik on keemiline põletus koos villide ja haavanditega. Lisaks neelab veeldatud ammoniaak aurustudes soojust ja nahaga kokkupuutel tekivad erineva raskusastmega külmakahjustused.

Aine gaasiline olek

Polümeerid on loodusliku (taimsed ja loomsed koed) ja tehislikud (plast, tselluloos, klaaskiud jne) päritoluga.

Nii nagu tavaliste molekulide puhul, makromolekulide süsteem. polümeeri moodustamine kaldub kõige tõenäolisemasse olekusse - miinimumile vastav stabiilne tasakaal tasuta energiat. Seetõttu peaks põhimõtteliselt olema ka polümeeridel kristallvõre struktuur. Kuid makromolekulide massilisuse ja keerukuse tõttu õnnestus täiuslikke makromolekulaarseid kristalle saada vaid üksikutel juhtudel. Enamasti koosnevad polümeerid kristallilistest ja amorfsetest piirkondadest.

Vedel olek mida iseloomustab asjaolu, et molekulide potentsiaalne külgetõmbeenergia ületab veidi nende kineetilise energia absoluutväärtuses. Vedeliku molekulide vaheline tõmbejõud tagab molekulide hoidmise vedeliku mahus. Samal ajal ei ole vedelikus olevad molekulid omavahel seotud statsionaarsete stabiilsete sidemetega, nagu kristallides. Nad täidavad tihedalt vedeliku poolt hõivatud ruumi, nii et vedelikud on praktiliselt kokkusurumatud ja neil on piisavalt kõrge tihedusega. Molekulide rühmad võivad muuta oma suhtelist asendit, mis tagab vedelike voolavuse. Vedeliku omadust takistada voolamist nimetatakse viskoossuseks. Vedelikke iseloomustab difusioon ja Browni liikumine, kuid palju vähemal määral kui gaase.

Vedeliku ruumala on piiratud pinnaga. Kuna antud ruumala korral on sfääril minimaalne pindala, võtab vedelik vabas olekus (näiteks kaaluta olekus) kera kuju.

Vedelikel on teatud struktuur, mis on aga palju vähem väljendunud kui tahketel ainetel. Vedelike kõige olulisem omadus on omaduste isotroopsus. Lihtne ideaalne mudel vedelikku pole veel loodud.

Vedelike ja kristallide vahel on vahepealne olek, mida nimetatakse vedelkristalliliseks. Vedelkristallide eripäraks molekulaarsest vaatepunktist on nende molekulide piklik spindlikujuline kuju, mis põhjustab nende omaduste anisotroopsust.

Vedelkristalle on kahte tüüpi – nemaatika ja smektika. Smektikuid iseloomustab paralleelsete molekulide kihtide olemasolu, mis erinevad üksteisest oma struktuuri järjekorra poolest. Nematikas tagab korra molekulide orientatsioon. Vedelkristallide omaduste anisotroopsus määrab nende olulised optilised omadused. Vedelkristallid võivad olla näiteks ühes suunas läbipaistvad ja teises suunas läbipaistmatud. On oluline, et vedelkristalli molekulide ja nende kihtide orientatsiooni saab hõlpsasti kontrollida välismõjud(nt temperatuur, elektri- ja magnetväljad).

Aine gaasiline olek tekib siis, kui

Molekulide soojusliikumise kineetiline energia ületab nende sidumise potentsiaalse energia. Molekulid kipuvad üksteisest eemalduma. Gaasil puudub struktuur, see hõivab kogu sellele ette nähtud mahu ja on kergesti kokku surutav; Difusioon tekib gaasides kergesti.

Ainete omadusi gaasilises olekus selgitab kineetiline gaasiteooria. Selle peamised postulaadid on järgmised:

Kõik gaasid koosnevad molekulidest;

Molekulide suurused on nendevaheliste kaugustega võrreldes tühised;

Molekulid on pidevalt kaootilise (Browni) liikumise seisundis;

Kokkupõrgete vahel säilitavad molekulid konstantse liikumiskiiruse; kokkupõrgetevahelised trajektoorid on sirgjoonelised lõigud;

Molekulide ja molekulide kokkupõrge anuma seintega on ideaalis elastsed, s.t. põrkuvate molekulide kineetiline koguenergia jääb muutumatuks.

Vaatleme gaasi lihtsustatud mudelit, mis järgib ülaltoodud postulaate. Sellist gaasi nimetatakse ideaalseks gaasiks. Ideaalne gaas koosneb N identsest molekulist, millest igaühel on mass m, on servapikkusega kuupnõus l(joonis 5.14). Molekulid liiguvad kaootiliselt; nende keskmine kiirus<v>. Lihtsustuse mõttes jagagem kõik molekulid kolme võrdsesse rühma ja eeldame, et need liiguvad ainult anuma kahe vastasseinaga risti olevates suundades (joonis 5.15).

Riis. 5.14.

Iga gaasimolekul liigub kiirusega<v> absoluutselt elastse kokkupõrke korral anuma seinaga muudab see liikumissuunda vastupidiseks ilma kiirust muutmata. Molekulaarne impulss<R> = m<v> muutub võrdseks - m<v>. Impulsi muutus iga kokkupõrke korral on ilmselgelt . Selle kokkupõrke ajal mõjuv jõud on võrdne F= -2m<v>/Δ t. Täielik hoo muutus kokkupõrkel kõigi seintega N/3 molekuli võrdub . Määratleme ajavahemiku Δ t, mille käigus toimuvad kõik N/3 kokkupõrked: D t = 2//< v >. Siis mis tahes seinale mõjuva jõu keskmine väärtus on

Surve R defineerige seinal olev gaas jõu suhtena<F> seinaalale l 2:

Kus V = l 3 – anuma maht.

Seega on gaasi rõhk pöördvõrdeline selle mahuga (tuletame meelde, et selle seaduse kehtestasid empiiriliselt Boyle ja Marriott).

Kirjutame avaldise (5.4) ümber kujul

Siin on gaasimolekulide keskmine kineetiline energia. see on võrdeline absoluutse temperatuuriga T:

Kus k– Boltzmanni konstant.

Asendades (5.6) väärtusega (5.5), saame

Molekulide arvust on mugav minna N muttide arvule n gaas, tuletame meelde, et ( N A on Avogadro number) ja siis

Kus R = kN A - on universaalne gaasikonstant.

Avaldis (5.8) on klassikalise ideaalgaasi olekuvõrrand n mooli kohta. See võrrand, mis on kirjutatud suvalise massi jaoks m gaas

Kus M - molaarmass gaasi, nimetatakse Clapeyroni-Mendelejevi võrrandiks (vt (5.3)).

Päris gaasid järgivad seda võrrandit piiratud ulatuses. Fakt on see, et võrrandid (5.8) ja (5.9) ei võta arvesse molekulidevahelist vastasmõju reaalsetes gaasides – van der Waalsi jõude.

Faasi üleminekud. Aine võib sõltuvalt selle asukoha tingimustest muuta oma agregatsiooni olekut või, nagu öeldakse, liikuda ühest faasist teise. Seda üleminekut nimetatakse faasisiirdeks.

Nagu eespool öeldud, kõige olulisem tegur, mis määrab aine oleku, on selle temperatuur T, mis iseloomustab molekulide soojusliikumise ja rõhu keskmist kineetilist energiat R. Seetõttu analüüsitakse aine olekuid ja faasisiire olekudiagrammi abil, kus väärtused on kantud piki telge T Ja R, ja iga punkt koordinaattasandil määrab nendele parameetritele vastava aine oleku. Analüüsime tüüpilist diagrammi (joonis 5.16). Kurvid OA, AB, AK aine eraldiseisvad olekud. Kui piisavalt madalad temperatuurid Peaaegu kõik ained on tahkes kristalses olekus.

Diagramm tõstab esile kaks iseloomulikku punkti: A Ja TO. Punkt A nimetatakse kolmikpunktiks; sobival temperatuuril ( T t) ja rõhk ( R r) see sisaldab samaaegselt tasakaalus gaasi, vedelat ja tahket ainet.

Punkt TO näitab kriitilist seisundit. Sel hetkel (kell T cr ja R cr) vedeliku ja gaasi vahe kaob, s.t. viimastel on samad füüsikalised omadused.

Kõver OA on sublimatsiooni (sublimatsiooni) kõver; sobival rõhul ja temperatuuril toimub gaasi-tahke üleminek (tahke-gaas), mis läheb vedelast olekust mööda.

Surve all R T< R < RÜleminek gaasilisest tahkesse olekusse (ja vastupidi) saab toimuda ainult vedela faasi kaudu.

Kõver AK vastab aurustumisele (kondensatsioonile). Sobiva rõhu ja temperatuuri juures toimub üleminek "vedelik-gaas" (ja vastupidi).

Kõver AB on vedelik-tahke üleminekukõver (sulamine ja kristalliseerumine). Sellel kõveral pole lõppu, kuna vedel olek erineb struktuurilt alati kristalsest olekust.

Illustreerimiseks esitame muutujatena aine olekute pindade kuju p, v, t(joon. 5.17), kus V- aine maht

Tähed G, F, T tähistavad pindade piirkondi, mille punktid vastavad gaasilisele, vedelale või tahkele olekule, ja alasid pinnad T-G, Zh-T, T-Zh - kahefaasilised olekud. Ilmselgelt saame, kui projitseerida faasidevahelised eraldusjooned koordinaattasandile RT faasiskeem(vt joonis 5.16).

Kvantvedelik - heelium. Tavalistel temperatuuridel makroskoopilistes kehades on väljendunud kaootilise soojusliikumise tõttu kvantefektid märkamatud. Temperatuuri langedes võivad need mõjud aga esile kerkida ja avalduda makroskoopiliselt. Näiteks kristalle iseloomustab kristallvõre sõlmedes paiknevate ioonide termiliste vibratsioonide olemasolu. Temperatuuri langedes võnkumiste amplituud väheneb, kuid isegi absoluutsele nullile lähenedes võnkumised vastupidiselt klassikalistele ideedele ei peatu.

Selle mõju seletus tuleneb määramatuse seosest. Võnkumiste amplituudi vähenemine tähendab osakese lokaliseerimisala vähenemist, st selle koordinaatide ebakindlust. Ebakindluse seose kohaselt toob see kaasa impulsi määramatuse suurenemise. Seega on osakese “seiskamine” kvantmehaanika seadustega keelatud.

See puhtalt kvantefekt avaldub ainesse jääva aine olemasolus vedel olek isegi absoluutse nulli lähedasel temperatuuril. Selline "kvant" vedelik on heelium. Nullpunkti võnkumiste energiast piisab hävitamiseks kristallvõre. Kuid rõhul umbes 2,5 MPa vedel heelium siiski kristalliseerub.

Plasma. Märkimisväärse energia andmine gaasi aatomitele (molekulidele) väljastpoolt viib ionisatsioonini, st aatomite lagunemiseni ioonideks ja vabadeks elektronideks. Seda aine olekut nimetatakse plasmaks.

Ionisatsioon toimub näiteks gaasi tugeval kuumutamisel, mis toob kaasa aatomite kineetilise energia olulise suurenemise, gaasi elektrilahenduse ajal (laetud osakeste mõjul ionisatsioon) või kui gaas puutub kokku elektromagnetkiirgusega. (autoionisatsioon). Ülikõrgetel temperatuuridel saadud plasmat nimetatakse kõrgtemperatuuriliseks.

Kuna ioonid ja elektronid kannavad plasmas kompenseerimata elektrilaengud, on nende vastastikune mõju märkimisväärne. Laetud plasmaosakeste vahel ei toimu paariline vastastikmõju (nagu gaasis), vaid kollektiivne interaktsioon. Tänu sellele käitub plasma omamoodi elastse keskkonnana, milles erinevad võnkumised ja lained kergesti ergastuvad ja levivad

Plasma suhtleb aktiivselt elektri- ja magnetväljadega. Plasma on kõige levinum aine olek universumis. Tähed koosnevad kõrge temperatuuriga plasmast, külmad udukogud - madala temperatuuriga plasmast. Nõrgalt ioniseeritud madala temperatuuriga plasma eksisteerib Maa ionosfääris.

Viited peatükile 5

1. Akhiezer A. I., Rekalo Ya. P. Elementaarosakesed. - M.: Nauka, 1986.

2. Azshlov A. Süsiniku maailm. - M.: Keemia, 1978.

3. Bronshtein M.P. Aatomid ja elektronid. - M.: Nauka, 1980.

4. Benilovski V. D. Need hämmastavad vedelkristallid. - M: Valgustus, 1987.

5. Vlasov N. A. Antiaine. - M.: Atomizdat, 1966.

6. Christie R., Pitti A. Aine struktuur: sissejuhatus kaasaegsesse füüsikasse. - M.: Nauka, 1969.

7. Krejci V. Maailm kaasaegse füüsika pilgu läbi. - M.: Mkr, 1984.

8. Nambu E. Kvargid. - M.: Mir, 1984.

9. Okun L. B. α, β, γ, …,: elementaarne sissejuhatus elementaarosakeste füüsikasse. - M.: Nauka, 1985.

10. Petrov Yu. I. Väikeste osakeste füüsika. - M.: Nauka, 1982.

11. I, Purmal A.P. jt Kuidas ained muunduvad. - M.: Nauka, 1984.

12. Rosenthal I.M. Elementaarosakesed ja universumi struktuur. - M.: Nauka, 1984.

13. Smorodinsky Ya. A. Elementaarosakesed. - M.: Teadmised, 1968.

H2O - vesi, Vedel metall - elavhõbe! Vedelat olekut peetakse tavaliselt tahke ja gaasi vahepealseks: gaas ei säilita ei mahtu ega kuju, kuid tahke aine säilitab mõlemad.

Vedelike kehade kuju saab täielikult või osaliselt määrata selle järgi, et nende pind käitub elastse membraanina. Seega võib vesi koguneda tilkadeks. Kuid vedelik on võimeline voolama isegi oma seisva pinna all ja see tähendab ka kuju mittesäilimist ( sisemised osad vedel keha).

Vedelatel molekulidel ei ole kindlat positsiooni, kuid samas puudub neil täielik liikumisvabadus. Nende vahel on tõmme, mis on piisavalt tugev, et hoida neid lähedal.

Vedelas olekus aine eksisteerib teatud temperatuurivahemikus, millest madalamal muutub see tahkeks olekuks (toimub kristalliseerumine või muundumine tahkes olekus amorfseks olekuks - klaasiks), millest kõrgemal läheb gaasilisse olekusse (toimub aurustumine). Selle intervalli piirid sõltuvad rõhust.

Vedelas olekus oleval ainel on reeglina ainult üks modifikatsioon. (Olulisemad erandid on kvantvedelikud ja vedelkristallid.) Seetõttu ei ole vedelik enamikul juhtudel mitte ainult agregatsiooni olek, vaid ka termodünaamiline faas (vedelikfaas).

Kõik vedelikud jagunevad tavaliselt puhasteks vedelikeks ja segudeks. Mõnel vedelal segul on suur tähtsus kogu eluks: veri, merevesi jne. Vedelikud võivad toimida lahustitena.
[redigeeri]
Vedelike füüsikalised omadused
Sujuvus

Vedelike peamine omadus on voolavus. Kui kannate vedeliku osale, mis on tasakaalus väline jõud, siis tekib vedelikuosakeste vool suunas, kuhu see jõud rakendub: vedelik voolab. Seega ei säilita vedelik tasakaalustamata välisjõudude mõjul oma kuju ja osade suhtelist paigutust ning võtab seetõttu selle anuma kuju, milles see asub.

Erinevalt plastikust tahked ained, vedelikul ei ole voolavuspiiri: piisab, kui rakendada suvaliselt väikest välisjõudu, et vedelik voolaks.
Mahu säilitamine

Üks neist iseloomulikud omadused vedelik on see, et sellel on teatud maht (konstantsetes välistingimustes). Vedelikke on äärmiselt raske mehaaniliselt kokku suruda, sest erinevalt gaasidest on molekulide vahel väga vähe vaba ruumi. Anumasse suletud vedelikule avaldatav rõhk kandub muutumatult edasi selle vedeliku igasse mahupunkti (Pascali seadus kehtib ka gaaside puhul). Seda funktsiooni koos väga madala kokkusurutavusega kasutatakse hüdraulilistes masinates.

Vedelike maht üldiselt suureneb (paisub) kuumutamisel ja maht väheneb (kokkulepe) jahutamisel. Siiski on ka erandeid, näiteks vesi tõmbub kokku kuumutamisel, normaalrõhul ja temperatuuril 0 °C kuni ligikaudu 4 °C.
Viskoossus

Lisaks iseloomustab vedelikke (nagu gaase) viskoossus. Seda määratletakse kui võimet seista vastu ühe osa liikumisele teise suhtes - see tähendab sisemise hõõrdumisena.

Kui kõrvuti asetsevad vedelikukihid liiguvad üksteise suhtes, tekivad paratamatult lisaks soojusliikumisest põhjustatud molekulide kokkupõrked. Tekivad jõud, mis pärsivad korrapärast liikumist. Sel juhul muutub järjestatud liikumise kineetiline energia soojusenergiaks – molekulide kaootilise liikumise energiaks.

Liikuma pandud ja omapäi jäetud vedelik anumas peatub järk-järgult, kuid selle temperatuur tõuseb.