Makala kuhusu Awamu za maada (kulingana na sifa za hadubini)
Katika maisha ya kila siku, mara nyingi tunakutana na awamu tatu tofauti za maada. Kuna vitu vigumu (km, mawe, chuma, nk), vimiminika (maji, petroli, nk) na vitu vya gesi (hewa, nk). Awamu tatu za vitu hivi zinaweza kutofautishwa kulingana na uwezo wao wa kudumisha umbo na ukubwa wao.
Kwa kawaida vitu vigumu hudumisha umbo na ujazo usiobadilika. Kimiminika hakishiki umbo lililounganishwa, lakini hurekebisha njia yake hadi kwenye chombo kinachokaliwa. Kwa mfano, tukiweka maji kwenye glasi, umbo hubadilika kama glasi. Ikiwa maji yatawekwa kwenye bafu, umbo hubadilika kama bafu. Kiasi cha kioevu kwa kawaida huwa kigumu kila wakati. Glasi ya maji ikiwa itawekwa kwenye bafu, kiasi cha maji hubaki kwenye glasi. Umbo la maji linaweza kubadilika, lakini ukubwa haubadiliki kamwe. Kumbuka kwamba idadi ya vitu vigumu na vimiminika inaweza kubadilika ikiwa itapewa nguvu ya kutosha.
Vipi kuhusu gesi? Gesi haina umbo na ujazo usiobadilika. Umbo na ukubwa wa gesi hurekebishwa kila wakati kulingana na umbo na ukubwa wa chombo kinachokaa. Kwa mfano, tukiweka gesi kwenye tairi ndani ya gari, jinsi gesi inavyobadilika ni kama tairi ndani ya gari. Vivyo hivyo na ujazo. Inapokuwa kwenye kasha, gesi huenea ili kujaza nafasi nzima ya tairi. Katika hali hii, idadi ya gesi hubadilika kama ujazo wa tairi. Tukipuliza puto (tunaweka hewa ndani ya puto), umbo na ujazo wa hewa utabadilika, kama vile umbo na ujazo wa puto.
Hadi sasa, tumetofautisha aina tatu tu za maada kulingana na sifa zao za macroscopic (sifa za macroscopic = umbo na ukubwa wa dutu). Bila shaka, hii inategemea matokeo ya vipimo na uchunguzi wetu kila siku. Tutaona tofauti kati ya aina tatu za maada kulingana na sifa zao za microscopic. Kila dutu ina atomi au molekuli. Tunaposema mwamba ni thabiti, hatujui kamwe kinachotokea na atomi au molekuli zilizo ndani ya msingi ili jiwe liwe imara. Vivyo hivyo na maji au maji. Kuna tatizo gani na atomi au molekuli zinazounda mabwawa ili awamu ya maji iwe kioevu, na angahewa isionekane.
Dutu huundwa kulingana na sifa za hadubini
Kabla ya kujadili tofauti za vitu vikali, vimiminika na gesi kulingana na sifa zao ndogo, hebu tupitie kitu. Kwa mfano, mawe. Tukiangalia mchanga kwa makini, tutaona kwamba kila sehemu ya jiwe hushikamana. Ingawa hupigwa teke na kutupwa, umbo na ukubwa wake haubadiliki kamwe. Kwa kawaida, vipengele vyote vya mwamba huwa katika kitengo kimoja kila wakati. Kwa nini hivyo? Hebu tufikirie kwa muda.
Ndani ya jiwe, kuna atomi au molekuli. Sasa fikiria mwamba. Jaribu kufikiria mchanga umeundwa na vipande vidogo. Kwa zaidi, vipande vya mawe vinakuwa vidogo zaidi na zaidi. Fikiria atomi kama mpira mdogo. Badala yake, molekuli zinajumuisha mipira kadhaa inayoshikamana.
Katika mwamba, kuna molekuli au atomi nyingi sana ambazo ni chache. Je, unaweza kufikiria atomi katika jiwe?
Kipenyo cha atomu moja ni takriban 10-10 m. Ukifikiria atomi kama mpira, basi kipenyo cha mpira ni 10-10 mita. Ndogo na haiwezi kuonekana kwa macho ... Inayoweza kufikirika tu. Molekuli ni atomi zinazoshikamana, kwa hivyo ukubwa wa molekuli ni muhimu zaidi kuliko atomi. Lakini pia haiwezi kuonekana kwa macho.
Ikiwa atomi au molekuli haziko katika kitengo kimoja, bila shaka, kila sehemu ya jiwe haishikamani pamoja. Kila kipande cha mwamba hushikamana pamoja ili umbo la mwamba liwe imara. Kwa nini atomi au molekuli hazitengani?
Hakika, atomi au molekuli zinavutiana. Ikiwa atomi au molekuli hazivunjiki pamoja, bila shaka, zimeruka kila mahali. Kila atomi au molekuli itasema kwaheri kwa rafiki. Hivyo, vipande vya mawe vitatawanyika kila mahali. Sehemu za mwamba pia zitatawanyika, na hatimaye hatuwezi kuziona. Vipande vya mawe pia vinaundwa na atomi au molekuli. Ukubwa wa atomi ni mdogo, kwa hivyo kama zingekuwa tofauti, bila shaka, hatungeweza kuziona ... Lakini ukweli si hivyo.
Jiwe linaonekana imara, kila sehemu ya jiwe hushikamana. Hivyo, tunaweza kuhitimisha kwamba atomi au molekuli zinazounda vitu imara lazima zivutiane.
Nguvu ya mvuto kati ya atomi au molekuli ni nguvu ya sumakuumeme. Uwepo wa nguvu za kuvutia hufanya atomi au molekuli zifungamane. Unapotaka kugongana, elektroni zilizo sehemu ya nje ya atomi au molekuli hurudishana nyuma (kurudishana kwa umeme). Umbali hufanya atomi na molekuli zisogee nyuma. Ingawa atomi au molekuli husogea nyuma, lakini kwa sababu kuna mvuto, hukaribiana tena. Atomi au molekuli husogea mbele na nyuma (zikitetemeka) huku zikidumisha umbali wa chini kabisa.
Tofauti kati ya vitu vyabisi, vimiminika, na gesi kulingana na sifa halisi za hadubini iko katika nguvu na udhaifu wa mvuto kati ya atomi au molekuli za vitu hivyo vitatu.
Mango
Katika vitu vyabisi, nguvu za kuvutia kati ya atomi au molekuli ni kubwa sana kiasi kwamba atomi au molekuli zinazounda vitu vyabisi huwa katika nafasi isiyobadilika. Atomi au molekuli katika vitu vyabisi husogea mbele na nyuma (zikitetemeka), lakini bado hutetemeka mahali pamoja.
Nguvu ya mvuto kati ya atomi au molekuli za vitu hivi vyabisi ndiyo sababu umbo na ujazo imara huwa thabiti kila wakati. Hata kama hutupwa au kugongwa, umbo la jiwe au chuma ni vigumu kubadilika kwa sababu nguvu ya mvuto kati ya atomi au molekuli ni kubwa. Unapoweka miamba au chuma kwenye ndoo au beseni, ujazo wa mwamba au chuma haubadiliki kamwe. Kwa hivyo, mvuto mkubwa kati ya atomi au molekuli zinazounda vitu hivi vyabisi huzifanya zibaki katika kitengo kimoja na umbo lao linaonekana imara.
Nafasi ya atomi au molekuli zinazounda vitu vyabisi ni kama picha (pia inajulikana kama kimiani ya fuwele). Picha hii imekuzwa. Atomi au molekuli ni ndogo.
Kioevu
Katika vimiminika, nguvu ya mvuto kati ya atomi au molekuli si imara sana, kwa hivyo ziko huru kabisa kusogea mbele na nyuma, zikipishana. Atomi au molekuli zinazounda kimiminika zinaweza kusogea kwa uhuru, lakini haziwezi kuwaaga marafiki zao. Ukubwa wa mvuto bado unaweza kuzizuia kutawanyika.
Sababu ni kwamba umbo la kimiminika linaweza kubadilika, lakini ujazo huwa haubadiliki kila wakati. Tunapoweka maji kwenye glasi, nguvu ya mvuto kati ya atomi au molekuli huwa haina nguvu ya kutosha kiasi kwamba umbo la maji hubadilika kama umbo la kioo. Tunapoweka maji kwenye beseni la kuogea, nguvu isiyovutia sana kati ya atomi au molekuli hufanya maji kurekebisha umbo lake kulingana na umbo la beseni. Kiasi cha kimiminika huwa hakibadiliki kila wakati kwa sababu nguvu ya mvuto kati ya atomi au molekuli bado inaweza kuzishikilia pamoja. Atomi au molekuli zinazounda maji hazijatawanyika, kwa hivyo ujazo huwa haubadiliki kila wakati.
Nafasi ya atomi au molekuli inayounda kimiminika, kama ilivyo kwenye picha (mshale unaonyesha mwelekeo wa mwendo).
Gesi
Katika vitu vya gesi, mvuto kati ya atomi au molekuli ni dhaifu. Husogea kwa uhuru kwa sababu hakuna uhusiano kati yao. Mvuto dhaifu hufanya atomi au molekuli zinazounda dutu ya gesi kutawanyika kila mahali. Atomi zinazounda dutu ya gesi ni huru zaidi kuliko atomi zinazounda vitu vikali au vya kimiminika.
Nafasi ya atomi au molekuli zinazounda gesi ni kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro.
Kivutio dhaifu ndicho sababu umbo na ujazo wa dutu ya gesi vinaweza kubadilika, na kwa nini jicho haliwezi kuona hewa. Ukubwa wa atomi au molekuli ni mdogo sana kiasi kwamba ikiwa zimetawanyika kila mahali, basi hatuwezi kuziona. Ukubwa wa mchanga au sukari ni mkubwa zaidi kuliko atomi au molekuli hivyo hata ikiwa zimetawanyika, chembe za mchanga bado zinaweza kuonekana kwa macho, ingawa ni ngumu kiasi.
Dutu ngumu au kimiminika zinaweza kuonekana kwa sababu atomi au molekuli hazijatawanyika. Kiasi cha mvuto katika dutu ngumu na gesi bado kinaweza kuzishikilia ili zibaki pamoja. Nguvu ya mvuto kwenye dutu ya gesi ni dhaifu kiasi kwamba haiwezi kushikilia atomi au molekuli ili zibaki pamoja. Kivutio hiki kidogo pia ndicho sababu gesi na dutu kimiminika vinaweza kutiririka.
