Նյութի փուլերը (հիմնված մանրադիտակային հատկությունների վրա)

Հոդված նյութի փուլերի մասին (հիմնված մանրադիտակային հատկությունների վրա)

Առօրյա կյանքում մենք հաճախ հանդիպում ենք նյութի երեք տարբեր փուլերի։ Կան պինդ նյութեր (օրինակ՝ քարեր, երկաթ և այլն), հեղուկներ (ջուր, բենզին և այլն) և գազային նյութեր (օդ և այլն)։ Այս նյութերի եռաֆազը կարելի է տարբերակել՝ հիմնվելով իրենց ձևն ու չափը պահպանելու ունակության վրա։

Պինդ մարմինները սովորաբար պահպանում են կայուն ձև և ծավալ։ Հեղուկը չի պահպանում կպչուն ձև, այլ հարմարվում է զբաղեցված տարային։ Օրինակ, եթե ջուրը լցնենք բաժակի մեջ, դրա ձևը կփոխվի, ինչպես բաժակի դեպքում։ Եթե ջուրը լցնենք լոգարանի մեջ, դրա ձևը կփոխվի, ինչպես լոգարանի դեպքում։ Հեղուկի ծավալը սովորաբար միշտ կայուն է։ Եթե բաժակ ջուրը դրենք լոգարանի մեջ, ապա բաժակի մեջ կմնա ջրի քանակը։ Ջրի ձևը կարող է փոխվել, բայց չափը երբեք չի փոխվում։ Հիշե՛ք, որ պինդ և հեղուկ մարմինների քանակը կարող է փոխվել, եթե դրա վրա բավարար ուժ գործադրվի։

Իսկ գազի մասին ի՞նչ կասեք։ Գազը չունի ֆիքսված ձև և ծավալ։ Գազի ձևն ու չափը միշտ հարմարվում են այն տարայի ձևին և չափին, որը այն զբաղեցնում է։ Օրինակ, եթե մենք գազը լցնում ենք մեքենայի անվադողի մեջ, այն փոխվում է ինչպես մեքենայի անվադողի դեպքում։ Նույնը վերաբերում է ծավալին։ Երբ գազը պատյանում է, այն տարածվում է՝ լցնելով անվադողի ամբողջ տարածքը։ Այս դեպքում գազի քանակը փոխվում է ինչպես անվադողի ծավալը։ Եթե մենք փչենք փուչիկը (մենք օդ ենք լցնում փուչիկի մեջ), օդի ձևն ու ծավալը կփոխվեն, ինչպես փուչիկի ձևն ու ծավալը։

Մինչև այժմ մենք նյութի երեք ձևերը տարբերակել ենք միայն դրանց մակրոսկոպիկ հատկությունների հիման վրա (մակրոսկոպիկ հատկություններ = նյութի ձևը և չափը): Իհարկե, սա հիմնված է մեր ամենօրյա չափումների և դիտարկումների արդյունքների վրա: Մենք կտեսնենք նյութի երեք ձևերի միջև տարբերությունը՝ հիմնվելով դրանց մանրադիտակային հատկությունների վրա: Յուրաքանչյուր նյութ բաղկացած է ատոմներից կամ մոլեկուլներից: Երբ մենք ասում ենք, որ ապարը կայուն է, մենք երբեք չգիտենք, թե ինչ է պատահում հիմքի ներսում գտնվող ատոմների կամ մոլեկուլների հետ, որպեսզի քարը դառնա պինդ: Նույնը վերաբերում է ջրին կամ ջրին: Ի՞նչ խնդիր կա այն ատոմների կամ մոլեկուլների հետ, որոնք լճակներ են առաջացնում, որպեսզի ջրի փուլը հեղուկ լինի, և մթնոլորտը տեսանելի չլինի:

Նյութերի ձևավորումը՝ հիմնվելով մանրադիտակային հատկությունների վրա

Մինչև պինդ, հեղուկ և գազային նյութերի տարբերությունները մանրադիտակային առանձնահատկությունների հիման վրա քննարկելը, եկեք վերանայենք մի առարկա։ Օրինակ՝ քարերը։ Եթե ուշադիր նայենք ավազին, կտեսնենք, որ քարի յուրաքանչյուր մասը կպչում է իրար։ Նույնիսկ եթե այն հարվածում և նետում են, դրա ձևն ու չափը երբեք չեն փոխվում։ Սովորաբար, ապարի բոլոր տարրերը միշտ մեկ միավորի մեջ են։ Ինչո՞ւ է այդպես։ Եկեք մի պահ մտածենք։

Քարի ներսում կան ատոմներ կամ մոլեկուլներ։ Հիմա պատկերացրեք մի ժայռ։ Փորձեք պատկերացնել, որ ավազը կազմված է փոքր կտորներից։ Ավելին իմանալու համար քարի կտորները գնալով փոքրանում են։ Պատկերացրեք ատոմները որպես մինիմալ գնդակ։ Դրա փոխարեն մոլեկուլները կազմված են մի քանի իրար կպչող գնդիկներից։

Քարի մեջ կան այնքան շատ մոլեկուլներ կամ ատոմներ, որոնք նվազագույնի են հասցված։ Կարո՞ղ եք պատկերացնել քարի մեջ եղած ատոմները։

Մեկ ատոմի տրամագիծը մոտ 10-10 մ է ^։ Եթե ատոմը պատկերացնեք գնդի նման, ապա գնդի տրամագիծը 10-10 մետր է ^։ Այն նվազագույն է և չի կարող տեսանելի լինել աչքերով… Միայն պատկերացնելի է։ Մոլեկուլները միմյանց կպչող ատոմներ են, ուստի մոլեկուլի չափսն ավելի մեծ է, քան ատոմի չափը։ Բայց նաև չի կարող տեսանելի լինել աչքերով։

Եթե ​​ատոմները կամ մոլեկուլները մեկ միավորի մեջ չեն, իհարկե, քարի յուրաքանչյուր մասը չի կպչում իրար։ Ապարի յուրաքանչյուր կտոր կպչում է իրար, այնպես որ ապարի ձևը դառնում է պինդ։ Ինչո՞ւ ատոմները կամ մոլեկուլները չեն բաժանվում։

Իրոք, ատոմները կամ մոլեկուլները միմյանց են ձգում։ Եթե ատոմները կամ մոլեկուլները չեն ձգվում միմյանց, իհարկե, նրանք թռչում են ամենուր։ Յուրաքանչյուր ատոմ կամ մոլեկուլ կհրաժեշտի իր ընկերոջը։ Այսպիսով, քարի կտորները կցրվեն ամենուր։ Ապարի մասերը նույնպես կցրվեն, և մենք վերջնականապես չենք կարող տեսնել դրանք։ Քարի կտորները նույնպես կազմված են ատոմներից կամ մոլեկուլներից։ Ատոմների չափը փոքր է, ուստի եթե դրանք առանձին լինեին, իհարկե, մենք չէինք կարողանա տեսնել դրանք… Բայց իրականությունն այդպես չէ։

Քարը պինդ տեսք ունի, քարի յուրաքանչյուր մասը կպչում է միմյանց։ Այսպիսով, կարող ենք եզրակացնել, որ պինդ մարմիններ կազմող ատոմները կամ մոլեկուլները պետք է ձգեն միմյանց։

Ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողության ուժը էլեկտրամագնիսական ուժ է: Ձգողական ուժերի առկայությունը ատոմներին կամ մոլեկուլներին մոտեցնում է միմյանց: Երբ դուք ցանկանում եք բախվել, ատոմի կամ մոլեկուլի արտաքին մասում գտնվող էլեկտրոնները վանում են միմյանց (էլեկտրական վանում): Հեռավորությունը ստիպում է ատոմներին և մոլեկուլներին հետ շարժվել: Չնայած ատոմները կամ մոլեկուլները հետ են շարժվում, բայց ձգողության առկայության պատճառով նրանք կրկին մոտենում են միմյանց: Ատոմները կամ մոլեկուլները շարժվում են առաջ և ետ (տատանվելով)՝ պահպանելով նվազագույն հեռավորությունը:

Պինդ, հեղուկ և գազային նյութերի միջև եղած տարբերությունը՝ հիմնվելով իրական մանրադիտակային հատկությունների վրա, կայանում է երեք նյութերի ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողության ուժգնության և թուլության մեջ։

Պինդ

Պինդ մարմիններում ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողական ուժերն այնքան ուժեղ են, որ պինդ մարմիններ կազմող ատոմները կամ մոլեկուլները միշտ գտնվում են ֆիքսված դիրքում: Պինդ մարմիններում ատոմները կամ մոլեկուլները շարժվում են առաջ և ետ (տատանվելով), բայց դրանք դեռևս տատանվում են նույն տեղում:

Այս պինդ մարմինների ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողության ուժն է պատճառը, որ պինդ մարմնի ձևն ու ծավալը միշտ անփոփոխ են։ Նույնիսկ նետվելու կամ հարվածվելու դեպքում, քարի կամ երկաթի ձևը դժվար է փոխել, քանի որ ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողության ուժը ուժեղ է։ Երբ դուք քարեր կամ մետաղ եք դնում դույլի կամ լոգարանի մեջ, քարի կամ մետաղի ծավալը երբեք չի փոխվում։ Այսպիսով, այս պինդ մարմինները կազմող ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ուժեղ ձգողությունն է, որ դրանք մնում են մեկ միավորի մեջ, և դրանց ձևը թվում է պինդ։

Պինդ մարմիններ կազմող ատոմների կամ մոլեկուլների դիրքը նման է պատկերին (հայտնի է նաև որպես բյուրեղային ցանց): Այս պատկերը մեծացված է: Ատոմները կամ մոլեկուլները փոքր են:

Հեղուկ

Հեղուկներում ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողության ուժը թույլ է, ուստի դրանք լիովին ազատ են առաջ-ետ շարժվելու՝ միմյանց վրա համընկնելով։ Հեղուկը ստեղծող ատոմները կամ մոլեկուլները իսկապես կարող են ազատորեն շարժվել, բայց նրանք չեն կարող հրաժեշտ տալ իրենց ընկերներին։ Ձգողության մեծությունը դեռևս կարող է կանխել դրանց ցրումը։

Պատճառն այն է, որ հեղուկի ձևը կարող է փոխվել, բայց ծավալը միշտ անփոփոխ է։ Երբ ջուրը լցնում ենք բաժակի մեջ, ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողականության ուժը բավականաչափ ուժեղ չէ, որպեսզի ջրի ձևը փոխվի ինչպես բաժակի ձևը։ Երբ ջուրը լցնում ենք լոգարանի մեջ, ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողականության ուժի նվազումը ստիպում է ջրին հարմարվել լոգարանի ձևին։ Հեղուկի ծավալը միշտ անփոփոխ է, քանի որ ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողականության ուժը դեռ կարող է դրանք միասին պահել։ Ջուրը ստեղծող ատոմները կամ մոլեկուլները չեն ցրվում, ուստի ծավալը միշտ անփոփոխ է։

Հեղուկը կազմող ատոմի կամ մոլեկուլի դիրքը, ինչպես նկարում է (սլաքը ցույց է տալիս շարժման ուղղությունը):

Գազ

Գազային նյութերում ատոմների կամ մոլեկուլների միջև ձգողականությունը թույլ է։ Դրանք ազատորեն շարժվում են, քանի որ նրանց միջև կապ չկա։ Փխրուն ձգողականությունը գազային նյութը կազմող ատոմները կամ մոլեկուլները ցրում է ամենուրեք։ Գազային նյութը կազմող ատոմներն ավելի ազատ են, քան պինդ կամ հեղուկ նյութեր կազմող ատոմները։

Գազ առաջացնող ատոմների կամ մոլեկուլների դիրքը ցույց է տրված նկարում։

Փխրուն ձգողականությունն է պատճառը, որ գազային նյութի ձևն ու ծավալը կարող են փոխվել, և թե ինչու աչքը չի կարող տեսնել օդը: Ատոմների կամ մոլեկուլների չափսը այնքան փոքր է, որ եթե դրանք ցրված են ամենուր, ապա մենք չենք կարող տեսնել դրանք: Ավազի կամ շաքարի չափսը շատ ավելի մեծ է, քան ատոմների կամ մոլեկուլների չափսը, այնպես որ նույնիսկ ցրված լինելու դեպքում ավազի հատիկները դեռ կարելի է տեսնել աչքերով, չնայած դա որոշ չափով բարդ է:

Պինդ կամ հեղուկ նյութերը կարելի է տեսնել, քանի որ ատոմները կամ մոլեկուլները ցրված չեն։ Պինդ և գազային նյութերի ձգողականության ուժը դեռ կարող է դրանք միասին պահել։ Գազային նյութի վրա ձգողականության ուժը թույլ է, ուստի այն չի կարողանում միասին պահել ատոմները կամ մոլեկուլները։ Այս փոքր ձգողականությունը նաև պատճառն է, որ գազային և հեղուկ նյութերը կարող են հոսել։