§ 10. Агрегатні стани речовини

Залежно від умов одна й та сама речовина може перебувати в різних станах: твердому, рідкому і газуватому. Ці стани називають агрегатними (з лат. aggregatus - приєдную, зв’язую). Речовина може переходити з одного агрегатного стану в інший. У природі агрегатні стани змінюються в широких масштабах (мал. 70). З поверхонь океанів, морів, озер, річок випаровується вода, а під час охолодження водяної пари утворюються хмари, роса, туман, сніг. Річки й озера взимку замерзають, а навесні лід і сніг тануть. Перехід речовини з одного стану в інший широко використовують у металургії, наприклад, під час плавлення металів, щоб отримати з них сплави: бронзу, латунь; для лиття деталей. Отриману під час нагрівання води пару використовують для обертання парових турбін на електростанціях. Зріджені гази застосовують у холодильниках.

Щоб зрозуміти зазначені вище процеси і вміти керувати багатьма з них, потрібно знати, за яких умов речовина перебуває в тому чи іншому агрегатному стані, які властивості кожного із цих станів і що потрібно для переходу речовини з одного стану в інший.

Нам уже відомо, що молекули однієї речовини у твердому, рідкому й газуватому станах ті самі, вони нічим не відрізняються одна від одної. Тверді тіла в звичайних умовах зберігають форму і об’єм. Це пояснюється тим, що атоми або молекули більшості твердих тіл, таких як лід (мал. 71, а), сіль, нафталін, метали, розміщені в певному порядку. Такі тіла називають кристалічними. Частинки (атоми або молекули) цих тіл завжди перебувають у русі, але рухаються вони навколо певної точки подібно до маятника годинника, тобто коливаються. Частинка не може переміститися далеко від цієї точки, тому тверде тіло зберігає форму. Деякі тверді тіла, наприклад сніжинки (мал. 72), мають природно правильну і красиву форму.

Поряд з кристалічними твердими тілами трапляються аморфні тверді тіла, у яких, на відміну від кристалів, немає строгого порядку в розміщенні атомів. В аморфних тіл фізичні властивості в усіх напрямках однакові (вони деформуються, проводять тепло однаково в усіх напрямах, не мають сталої температури плавлення). До аморфних тіл належить скло, багато пластмас, смола, каніфоль (використовується для паяння металів), цукровий льодяник тощо.

Властивості рідин пояснюються малими проміжками між їхніми молекулами: вони в рідинах «упаковані» так щільно (мал. 71, б), що відстань між кожними двома з них менша від розмірів самих молекул. На таких відстанях притягання молекул значне, але менше, ніж у твердих тілах. Ось чому молекули рідини не розходяться на великі відстані і рідина у звичайних умовах зберігає свій об’єм. Проте притягання молекул рідини вже не таке велике, щоб вона зберігала свою форму. Це пояснює, що рідини набувають форми посудини і їх легко можна перелити в іншу посудину. Стискаючи рідину, ми так зближуємо її молекули, що вони починають відштовхуватись. Ось чому рідини важко стиснути.

Газ можна стиснути так, що його об’єм зменшиться в багато разів. Це пояснюється тим, що відстані між молекулами газу значно більші від розмірів самих молекул (мал. 71, в). На таких відстанях молекули дуже слабко притягуються одна до одної, саме тому гази не мають власної форми й об’єму.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1.    У яких агрегатних станах може перебувати речовина?

2.    Чим відрізняються між собою агрегатні стани речовини?

3.    Як розміщені молекули тіла у твердому, рідкому і газуватому станах?

4.    Назвіть речовини, які одночасно можуть перебувати в різних станах.

Це матеріал з підручника фізика 8 клас Сиротюк