Материја Облици материје (на основу микроскопских својстава)
У свакодневном животу често се сусрећемо са три различита облика материје. Постоје чврсте материје (на пример, стене, гвожђе итд. ) , течности (вода, бензин итд. ) и гасови (ваздух итд. ) . Ова три облика материје могу се разликовати на основу њихове способности да одрже свој облик и величину (под величином мислимо на запремину).
Чврсте материје обично одржавају фиксни облик и запремину. Течности не одржавају фиксни облик, већ прилагођавају свој облик посуди у којој се налазе. На пример, ако ставимо воду у чашу, њен облик се мења у облик чаше. Ако се вода стави у каду, њен облик се мења у облик каде. Ако се стави у пластичну кесу која пропушта воду, вода ће се просути... хе хе ... Запремина течности обично остаје константна. Ако се чаша воде стави у каду , запремина воде остаје иста као и чаша. Облик воде се може променити, али се њена запремина никада не мења. Важно је напоменути да се запремина чврстих материја и течности може променити само ако се примени веома велика сила.
Шта је са гасом? Гасови немају фиксни облик или запремину. Њихов облик и запремина се увек прилагођавају облику и запремини посуде у којој се налазе. На пример, ако ставимо гас у унутрашњу гуму аутомобила, облик гаса се мења, баш као и унутрашња гума. Исто важи и за његову запремину. Када је унутар гуме, гас се шири и испуњава целу гуму . У овом случају, запремина гаса се мења, баш као и запремина гуме. Ако надујемо балон (у њега убацимо ваздух), облик и запремина ваздуха се мењају, баш као и облик и запремина балона.
До сада смо разликовали три стања материје само на основу њихових макроскопских својстава (макроскопска својства = облик и величина супстанце). Наравно, ово се заснива на резултатима наших свакодневних мерења и посматрања. Видећемо разлике између три стања материје на основу њихових микроскопских својстава. Свака супстанца се састоји од атома или молекула. Када кажемо да је стена чврста, никада не знамо шта се дешава са атомима или молекулима унутар стене који је чине чврстом. Слично је са водом или ваздухом. Шта је то у вези са атомима или молекулима који чине воду што чини течни облик воде и ваздуха невидљивим?
Облици материје засновани на микроскопским својствима
Пре него што размотримо разлике између чврстих материја, течности и гасова на основу њихових микроскопских својстава, прво размотримо следеће . Размотримо један објекат. На пример, камен... Ако пажљиво погледамо камен, видећемо да је сваки део камена залепљен. Чак и када се шутира и баца, његов облик и величина се никада не мењају (осим ако није изложен веома великој сили). Обично сви делови камена увек остају као једна целина. Зашто је то тако? Размислимо на тренутак...
Dја у камену постоји атоми или молекули. Сада покушајте да замислите… Замислите стену. Замислите да је стена састављена од ситних комадића. Поделите комаде стене на све мање и мање комаде… док не достигну величину атома или молекула. Замислите атоме као ситне лоптице. Док молекули састоје се од неколико лоптица залепљених заједно.
Дакле , стене садрже много молекула или атома који су веома мали. Можете ли да замислите атоме у стенама?
Пречник једног атома је око 10‐10 м. Ако замислите атом као лопту, пречник те лопте је 10‐10 метара . Толико је мала да се не може видети голим оком... можете је само замислити. Молекули су атоми залепљени заједно, тако да су молекули већи од атома. Али молекули се такође не могу видети голим оком...
Чудно је, зар не, да ови сићушни атоми или молекули могу бити у једној јединици... Када атоми или молекули не би били у једној јединици, наравно да се сваки део стене не би држао заједно. У ствари, сваки део стене се држи заједно тако да облик стене постаје чврст. Зашто се атоми или молекули не раздвајају?
Свакако, атоми или молекули се привлаче. Да се атоми или молекули не привлаче, наравно да би летели свуда. Сваки атом или молекул би се опростио од свог пријатеља. Тако би се фрагменти стене расули свуда. Фрагменти стене би се такође расули и на крају их не бисмо могли видети. Фрагменти стене су такође састављени од атома или молекула. Величина атома је веома мала, тако да ако би били раздвојени, наравно да их не бисмо могли видети... Али стварност није таква.
Камен делује чврсто, сваки комадић стене је слепљен заједно. Стога можемо закључити да атоми или молекули који чине чврсти објекат морају да се привлаче.
Привлачна сила између атома или молекула је заправо електромагнетна сила. Постојање ове привлачне силе доводи до тога да се атоми или молекули приближавају једни другима. Када су пред сударом , електрони на најудаљенијем делу атома или молекула се међусобно одбијају (електрично одбијање). Постојање овог одбијања доводи до тога да се атоми и молекули крећу уназад. Иако се атоми или молекули крећу уназад, због привлачне силе, они се поново приближавају једни другима. И тако даље… Атоми или молекули се крећу напред-назад (вибрирају), одржавајући минималну удаљеност.
Разлика између чврстих материја, течности и гасова на основу микроскопских својстава заправо лежи у јачини или слабости привлачних сила између атома или молекула који чине ове три супстанце.
Чврсто
У чврстим телима, привлачне силе између атома или молекула су толико јаке да атоми или молекули који чине чврсто тело увек остају у фиксним положајима. Атоми или молекули у чврстим телима се крећу напред-назад (вибрирају), али увек вибрирају у истом положају.
Јака привлачност између атома или молекула који чине чврсту материју је разлог зашто облик и запремина чврсте материје увек остају исти. Иако бачен или ударенОблик стене или комада гвожђа је тешко променити јер су привлачне силе између атома или молекула веома јаке. Када ставите стену или комад гвожђа у канту или каду, његова запремина се никада не мења. Дакле, јаке привлачне силе између атома или молекула који чине чврсто тело су оно што их држи заједно и одржава њихов чврсти изглед.
Генерално, положаји атома или молекула који чине чврсту материју су отприлике као што је приказано на слици (такође познатој као кристална решетка). Ова слика је увећана. Атоми или молекули су веома мали.
Течност
У течностима, привлачне силе између атома или молекула су мање јаке, што им омогућава да се слободно крећу, преклапајући се једни преко других. Атоми или молекули који чине течности могу се кретати како желе, али не могу да се опросте од својих пријатеља. Снага привлачних сила их и даље спречава да побегну и расеју се.
Зато се облик течности може мењати, али њена запремина остаје константна. Када ставимо воду у чашу, привлачне силе између њених саставних атома или молекула су мање јаке, па се облик воде мења у облик чаше. Када ставимо воду у каду, мање јаке привлачне силе између атома или молекула омогућавају води да се прилагоди облику каде. VЗапремина течности увек остаје константна јер привлачне силе између атома или молекула и даље могу да их држе заједно. останите уједињениЧаша воде када се стави унутраkКада се вода сипа у каду, запремина воде остаје иста као и чаша. Атоми или молекули који чине воду се не распршују, тако да запремина увек остаје иста.
Положај атома или молекула који чине течност је као што је приказано на слици (стрелица показује смер кретања).
Гасовите супстанце
У гасовитим супстанцама, привлачне силе између атома или молекула су толико слабе да атоми или молекули не могу бити у једној јединици. Они се крећу како им је воља јер између њих нема веза. Веома слабе привлачне силе узрокују да се атоми или молекули који чине гасовиту супстанцу расеју или расеју свуда. Атоми који чине гасовиту супстанцу су слободнији од атома који чине чврсту или течну супстанцу.
Положај атома или молекула који чине гасовиту супстанцу је приближно следећи пада слика.
Веома слаба сила привлачења је разлог зашто се облик и запремина гасова могу мењати и зашто се ваздух не може видети оком. Величина атома или молекула је толико мала да ако су расути или разбацани свуда, онда их не можемо видети. Величина песка или шећера је много већа од атома или молекула тако да иако су расути, зрна песка се и даље могу видети оком, иако је то мало тешко.
Чврста тела и течности се могу видети јер њихови саставни атоми или молекули нису раздвојени. Јаке привлачне силе у чврстим телима и гасовима су и даље у стању да их држе заједно. Привлачне силе у гасовима су толико слабе да нису у стању да држе атоме или молекуле заједно. Ова мала привлачна сила је такође разлог зашто гасови и течности могу да теку.
