Članek o fazah snovi (na podlagi mikroskopskih lastnosti)
V vsakdanjem življenju se pogosto srečujemo s tremi različnimi agregatnimi stanji snovi. Obstajajo trdne snovi (npr. kamenje, železo itd.), tekočine (voda, bencin itd.) in plinaste snovi (zrak itd.). Tri faze teh snovi lahko ločimo glede na njihovo sposobnost ohranjanja oblike in velikosti.
Trdne snovi običajno ohranijo fiksno obliko in prostornino. Tekočina ne ohrani fiksne oblike, temveč se prilagaja posodi, v kateri je. Na primer, če damo vodo v kozarec, se oblika spremeni kot kozarec. Če vodo damo v kad, se oblika spremeni kot kad. Prostornina tekočine je običajno vedno fiksna. Če kozarec vode postavimo v kad, količina vode ostane v kozarcu. Oblika vode se lahko spremeni, vendar se velikost nikoli ne spremeni. Upoštevajte, da se lahko število trdnih snovi in tekočin spremeni, če nanje deluje zadostna sila.
Kaj pa plin? Plin nima fiksne oblike in prostornine. Oblika in velikost plina se vedno prilagajata obliki in velikosti posode, ki jo zaseda. Če na primer v avtomobilsko pnevmatiko napolnimo plin, se plin spreminja podobno kot pnevmatika v vozilu. Enako velja za prostornino. Ko je plin v ohišju, se razširi in zapolni celoten prostor pnevmatike. V tem primeru se količina plina spreminja kot prostornina pnevmatike. Če napihnemo balon (v balon napolnimo zrak), se bosta spremenila oblika in prostornina zraka, tako kot oblika in prostornina balona.
Do sedaj smo tri oblike snovi razlikovali le na podlagi njihovih makroskopskih lastnosti (makroskopske lastnosti = oblika in velikost snovi). Seveda to temelji na rezultatih naših vsakodnevnih meritev in opazovanj. Razliko med tremi oblikami snovi bomo videli na podlagi njihovih mikroskopskih lastnosti. Vsaka snov je sestavljena iz atomov ali molekul. Ko rečemo, da je kamnina stabilna, nikoli ne vemo, kaj se zgodi z atomi ali molekulami, ki so znotraj temeljev, tako da kamen postane trden. Enako velja za vodo. Kaj je narobe z atomi ali molekulami, ki tvorijo bazene, tako da je faza vode tekoča in atmosfera ni vidna?
Oblike snovi temeljijo na mikroskopskih lastnostih
Preden se lotimo razprav o razlikah med trdnimi, tekočimi in plinastimi snovmi glede na njihove mikroskopske značilnosti, si poglejmo en predmet. Na primer, kamne. Če pozorno pogledamo pesek, bomo videli, da se vsi deli kamna držijo skupaj. Tudi če ga brcamo in mečemo, se njegova oblika in velikost nikoli ne spremenita. Običajno so vsi elementi kamnine vedno v eni enoti. Zakaj je tako? Za trenutek pomislimo.
V notranjosti kamna so atomi ali molekule. Zdaj si predstavljajte skalo. Poskusite si predstavljati, da je pesek sestavljen iz majhnih koščkov. Za več informacij, koščki kamna postajajo vedno manjši. Predstavljajte si atome kot minimalno kroglo. Namesto tega so molekule sestavljene iz več kroglic, ki se držijo skupaj.
V kamnini je toliko molekul ali atomov, ki so minimalni. Si lahko predstavljate atome v kamnu?
Premer enega atoma je približno 10-10 m. Če si atom predstavljate kot kroglo, potem je premer krogle 10-10 metrov. Minimalno in ga ni mogoče videti z očmi ... Le predstavljamo si ga. Molekule so atomi, ki se držijo skupaj, zato je velikost molekule pomembnejša od velikosti atoma. Vendar ga tudi ni mogoče videti z očmi.
Če atomi ali molekule niso v eni enoti, se seveda vsi deli kamna ne držijo skupaj. Vsak košček kamnine se drži skupaj, tako da oblika kamnine postane trdna. Zakaj se atomi ali molekule ne ločijo?
Dejansko se atomi ali molekule privlačijo. Če se atomi ali molekule ne privlačijo, so seveda razletele vsepovsod. Vsak atom ali molekula se bo poslovil od prijatelja. Tako bodo koščki kamna raztreseni povsod. Tudi koščki kamna bodo raztreseni in jih na koncu ne bomo mogli videti. Tudi koščki kamna so sestavljeni iz atomov ali molekul. Velikost atomov je majhna, zato jih seveda ne bi mogli videti, če bi bili ločeni ... Vendar realnost ni takšna.
Kamen je videti trden, vsi deli kamna se držijo skupaj. Tako lahko sklepamo, da se morajo atomi ali molekule, ki tvorijo trdne predmete, privlačiti.
Privlačna sila med atomi ali molekulami je elektromagnetna sila. Prisotnost privlačnih sil povzroči, da se atomi ali molekule zbližajo. Ko pride do trčenja, se elektroni v najbolj oddaljenem delu atoma ali molekule odbijajo (električno odbijanje). Zaradi razdalje se atomi in molekule premikajo nazaj. Čeprav se atomi ali molekule premikajo nazaj, se zaradi privlačnosti ponovno približajo drug drugemu. Atomi ali molekule se premikajo naprej in nazaj (vibrirajo), pri čemer ohranjajo minimalno razdaljo.
Razlika med trdnimi snovmi, tekočinami in plini glede na dejanske mikroskopske lastnosti je v moči in šibkosti privlačnosti med atomi ali molekulami teh treh snovi.
Masivna
V trdnih snoveh so privlačne sile med atomi ali molekulami tako močne, da so atomi ali molekule, ki tvorijo trdne snovi, vedno v fiksnem položaju. Atomi ali molekule v trdnih snoveh se gibljejo naprej in nazaj (vibrirajo), vendar še vedno vibrirajo na istem mestu.
Moč privlačnosti med atomi ali molekulami teh trdnih snovi je razlog, da sta oblika in prostornina trdne snovi vedno fiksni. Tudi če ga vržemo ali udarimo, je obliko kamna ali železa težko spremeniti, ker je sila privlačnosti med atomi ali molekulami močna. Ko kamenje ali kovino damo v vedro ali kad, se prostornina kamnine ali kovine nikoli ne spremeni. Zato močna privlačnost med atomi ali molekulami, ki sestavljajo te trdne snovi, poskrbi, da ostanejo v eni enoti in njihova oblika je videti trdna.
Položaj atomov ali molekul, ki tvorijo trdne snovi, je podoben sliki (znani tudi kot kristalna mreža). Ta slika je povečana. Atomi ali molekule so drobni.
Tekočina
V tekočinah je sila privlačnosti med atomi ali molekulami manjša, zato se lahko popolnoma prosto gibljejo naprej in nazaj ter se prekrivajo. Atomi ali molekule, ki tvorijo tekočino, se res lahko prosto gibljejo, vendar se ne morejo posloviti od svojih prijateljev. Velikost privlačnosti jih še vedno lahko prepreči, da bi se razpršili.
Razlog je v tem, da se tekoča oblika lahko spreminja, vendar je volumen vedno fiksen. Ko damo vodo v kozarec, sila privlačnosti med atomi ali molekulami ni dovolj močna, da bi se oblika vode spreminjala kot oblika kozarca. Ko damo vodo v kad, manjša privlačna sila med atomi ali molekulami povzroči, da voda prilagodi svojo obliko obliki kadi. Volumen tekočine je vedno fiksen, ker sila privlačnosti med atomi ali molekulami še vedno drži skupaj. Atomi ali molekule, ki ustvarjajo vodo, niso razpršeni, zato je volumen vedno fiksen.
Položaj atoma ali molekule, ki sestavlja tekočino, kot je na sliki (puščica kaže smer gibanja).
Plin
V plinastih snoveh je privlačnost med atomi ali molekulami šibka. Prosto se gibljejo, ker med njimi ni vezi. Krhka privlačnost povzroči, da so atomi ali molekule, ki tvorijo plinasto snov, razpršeni povsod. Atomi, ki tvorijo plinasto snov, so prostiji od atomov, ki tvorijo trdne ali tekoče snovi.
Položaj atomov ali molekul, ki tvorijo plin, je prikazan na sliki.
Krhka privlačnost je razlog, zakaj se lahko oblika in prostornina plinaste snovi spremenita in zakaj oko ne more videti zraka. Velikost atomov ali molekul je tako majhna, da jih ne moremo videti, če so razpršeni povsod. Velikost peska ali sladkorja je veliko večja od atomov ali molekul, tako da lahko zrna peska, tudi če so razpršena, še vedno vidimo z očmi, čeprav je to nekoliko zapleteno.
Trdne ali tekoče snovi lahko vidimo, ker atomi ali molekule niso razpršeni. Količina privlačnosti v trdnih in plinastih snoveh jih še vedno lahko drži skupaj. Sila privlačnosti na plinasto snov je šibka, zato ne more držati atomov ali molekul skupaj. Ta majhna privlačnost je tudi razlog, da lahko plinaste in tekoče snovi tečejo.
