பொருளின் வடிவங்கள் (நுண்ணிய பண்புகளின் அடிப்படையில்)

பருப்பொருள், பருப்பொருளின் வடிவங்கள் (நுண்ணிய பண்புகளின் அடிப்படையில்)

அன்றாட வாழ்வில், நாம் பெரும்பாலும் மூன்று விதமான பருப்பொருட்களை எதிர்கொள்கிறோம். அவை திடப்பொருட்கள் (எடுத்துக்காட்டாக, பாறைகள், இரும்பு போன்றவை ) , திரவங்கள் (நீர், பெட்ரோல் போன்றவை ) மற்றும் வாயுக்கள் (காற்று போன்றவை ) ஆகும் . இந்த மூன்று வகையான பருப்பொருட்களையும் , அவற்றின் வடிவத்தையும் அளவையும் (அளவு என்பது கன அளவைக் குறிக்கிறது) தக்கவைத்துக் கொள்ளும் திறனின் அடிப்படையில் வேறுபடுத்தி அறியலாம்.

திடப்பொருட்கள் பொதுவாக ஒரு நிலையான வடிவத்தையும் கன அளவையும் கொண்டிருக்கும். திரவங்கள் ஒரு நிலையான வடிவத்தைக் கொண்டிருப்பதில்லை, மாறாக அவை இருக்கும் கொள்கலனுக்கு ஏற்ப தங்கள் வடிவத்தை மாற்றிக்கொள்கின்றன. உதாரணமாக, நாம் ஒரு குவளையில் தண்ணீரை ஊற்றினால், அதன் வடிவம் குவளையின் வடிவமாக மாறுகிறது. தண்ணீரை ஒரு குளியல் தொட்டியில் ஊற்றினால், அதன் வடிவம் குளியல் தொட்டியின் வடிவமாக மாறுகிறது. அதை ஒரு கசிவுள்ள நெகிழிப் பையில் ஊற்றினால், தண்ணீர் கொட்டிவிடும்... ஹே ஹே ... ஒரு திரவத்தின் கன அளவு பொதுவாக மாறாமல் இருக்கும். ஒரு குவளை தண்ணீரை குளியல் தொட்டியில் ஊற்றினால் , தண்ணீரின் கன அளவு ஒரு குவளையின் கன அளவாகவே இருக்கும். தண்ணீரின் வடிவம் மாறலாம் , ஆனால் அதன் கன அளவு ஒருபோதும் மாறாது. திடப்பொருட்கள் மற்றும் திரவங்களின் கன அளவு, மிகப் பெரிய விசை செலுத்தப்பட்டால் மட்டுமே மாறும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டியது அவசியம்.

வாயுக்களைப் பற்றி என்ன? வாயுக்களுக்கு நிலையான வடிவமோ அல்லது கன அளவோ இல்லை. அவற்றின் வடிவமும் கன அளவும், அவை இருக்கும் கொள்கலனின் வடிவத்திற்கும் கன அளவுக்கும் ஏற்ப எப்போதும் தங்களை மாற்றிக்கொள்கின்றன. உதாரணமாக, நாம் ஒரு காரின் உள் குழாயில் (inner tube) எரிவாயுவை நிரப்பினால், அந்த உள் குழாயைப் போலவே எரிவாயுவின் வடிவமும் மாறுகிறது. அதன் கன அளவுக்கும் இதுவே பொருந்தும். டயருக்குள் இருக்கும்போது, ​​எரிவாயு பரவி முழு டயரையும் நிரப்புகிறது . இந்த நிலையில், டயரின் கன அளவைப் போலவே எரிவாயுவின் கன அளவும் மாறுகிறது. நாம் ஒரு பலூனை ஊதினால் (அதனுள் காற்றை நிரப்பினால்), பலூனின் வடிவம் மற்றும் கன அளவைப் போலவே காற்றின் வடிவமும் கன அளவும் மாறுகின்றன.

இதுவரை, நாம் பொருளின் மூன்று நிலைகளை அவற்றின் பருநிலை பண்புகளின் அடிப்படையில் மட்டுமே வேறுபடுத்திப் பார்த்துள்ளோம் (பருநிலை பண்புகள் = பொருளின் வடிவம் மற்றும் அளவு). நிச்சயமாக, இது நமது அன்றாட அளவீடுகள் மற்றும் அவதானிப்புகளின் முடிவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. பொருளின் மூன்று நிலைகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடுகளை அவற்றின் நுண்நிலை பண்புகளின் அடிப்படையில் நாம் காண்போம். ஒவ்வொரு பொருளும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளால் ஆனது. ஒரு பாறை திடமானது என்று நாம் கூறும்போது, ​​அந்தப் பாறையைத் திடமாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு என்ன நடக்கிறது என்பதை நாம் ஒருபோதும் அறிவதில்லை . நீர் அல்லது காற்றுக்கும் இது பொருந்தும். நீரை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளில் அப்படி என்ன இருக்கிறது, அது நீர் மற்றும் காற்றின் திரவ வடிவத்தைக் கண்ணுக்குப் புலப்படாததாக ஆக்குகிறது?

நுண்ணிய பண்புகளின் அடிப்படையில் பொருளின் வடிவங்கள்

திடப்பொருள்கள், திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்களுக்கு இடையே அவற்றின் நுண்ணிய பண்புகளின் அடிப்படையில் உள்ள வேறுபாடுகளைப் பற்றி விவாதிப்பதற்கு முன், முதலில் பின்வருவனவற்றைப் பற்றிப் பார்ப்போம். ஒரு பொருளைக் கருத்தில் கொள்வோம். உதாரணமாக, ஒரு பாறை... நாம் ஒரு பாறையை உற்று நோக்கினால், அதன் ஒவ்வொரு பகுதியும் ஒன்றாக ஒட்டிக்கொண்டிருப்பதைக் காண்போம். உதைக்கப்பட்டாலும், தூக்கி எறியப்பட்டாலும் கூட, அதன் வடிவமும் அளவும் ஒருபோதும் மாறாது (மிகப் பெரிய விசைக்கு உட்படுத்தப்பட்டாலன்றி). பொதுவாக, பாறையின் அனைத்துப் பகுதிகளும் எப்போதும் ஒரே அலகாகவே இருக்கும். இது ஏன் இப்படி இருக்கிறது? ஒரு கணம் சிந்திப்போம்...

Dகல்லில் நான் உள்ளது அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள். இப்போது கற்பனை செய்து பாருங்கள்... ஒரு பாறையைக் கற்பனை செய்யுங்கள். அந்தப் பாறை மிகச் சிறிய துண்டுகளால் ஆனது என்று கற்பனை செய்யுங்கள். அந்தப் பாறைத் துண்டுகளை, அவை அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் அளவை அடையும் வரை, மேலும் மேலும் சிறிய துண்டுகளாகப் பிரிக்கவும். அணுக்களைச் சிறிய பந்துகளாகக் கற்பனை செய்யுங்கள். அதே சமயம் மூலக்கூறுகள்... உள்ளடக்கியவை பல பந்துகள் ஒன்றாக ஒட்டிக்கொண்டன.

ஆகவே , பாறைகளில் மிகச் சிறிய பல மூலக்கூறுகள் அல்லது அணுக்கள் உள்ளன. பாறைகளில் உள்ள அணுக்களை உங்களால் கற்பனை செய்து பார்க்க முடிகிறதா?

ஒரு தனி அணுவின் விட்டம் சுமார் 10⁻¹⁰ மீட்டர் ^{ஆகும்} . நீங்கள் ஒரு அணுவை ஒரு பந்தாகக் கற்பனை செய்தால், அந்தப் பந்தின் விட்டம் 10⁻¹⁰ ^{மீட்டர்} ஆகும் . அது வெறும் கண்ணால் பார்க்க முடியாத அளவுக்கு மிகச் சிறியது... அதை உங்களால் கற்பனை மட்டுமே செய்ய முடியும். மூலக்கூறுகள் என்பவை ஒன்றாக ஒட்டிக்கொண்டிருக்கும் அணுக்கள், எனவே மூலக்கூறுகள் அணுக்களை விடப் பெரியவை. ஆனால் மூலக்கூறுகளையும் வெறும் கண்ணால் பார்க்க முடியாது...

இந்த மிகச்சிறிய அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஒரே அலகாக இருக்க முடியும் என்பது விசித்திரமாக இருக்கிறது, இல்லையா? அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஒரே அலகாக இல்லாவிட்டால், நிச்சயமாக பாறையின் ஒவ்வொரு பகுதியும் ஒன்றாக ஒட்டிக்கொள்ளாது. உண்மையில், பாறை திடமாவதற்காக அதன் ஒவ்வொரு பகுதியும் ஒன்றாக ஒட்டிக்கொள்கிறது. அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஏன் பிரியவில்லை?

நிச்சயமாக, அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன. அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கவில்லை என்றால், நிச்சயமாக அவை எல்லா இடங்களிலும் சிதறிப் பறந்திருக்கும். ஒவ்வொரு அணுவும் அல்லது மூலக்கூறும் தன் நண்பனுக்கு விடை கொடுத்திருக்கும். இதனால், பாறையின் துண்டுகள் எல்லா இடங்களிலும் சிதறிப் போயிருக்கும். பாறையின் துண்டுகளும் சிதறி, இறுதியில் நம்மால் அவற்றைப் பார்க்க முடியாமல் போயிருக்கும். பாறையின் துண்டுகளும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளால் ஆனவை. அணுக்களின் அளவு மிகவும் சிறியது, எனவே அவை பிரிக்கப்பட்டால், நிச்சயமாக நம்மால் அவற்றைப் பார்க்க முடியாது... ஆனால் யதார்த்தம் அப்படி இல்லை.

பாறையின் ஒவ்வொரு துண்டும் ஒன்றோடொன்று ஒட்டிக்கொண்டிருப்பதால், அது திடமானதாகத் தோன்றுகிறது. எனவே, ஒரு திடப்பொருளை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்க வேண்டும் என்று நாம் முடிவு செய்யலாம்.

அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசை என்பது உண்மையில் ஒரு மின்காந்த விசையாகும். இந்தக் கவர்ச்சி விசையின் இருப்பு, அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை ஒன்றையொன்று நெருங்கச் செய்கிறது. அவை மோதுவதற்கு முன்பாக , அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் வெளிப்புறப் பகுதியில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஒன்றையொன்று விலக்குகின்றன (மின்னியல் விலக்கு). இந்த விலக்கின் இருப்பு, அணுக்களையும் மூலக்கூறுகளையும் பின்னோக்கி நகரச் செய்கிறது. அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் பின்னோக்கி நகர்ந்தாலும், கவர்ச்சி விசையின் காரணமாக, அவை மீண்டும் ஒன்றையொன்று நெருங்கி நகர்கின்றன. இப்படியே தொடர்கிறது... அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஒரு குறைந்தபட்ச தூரத்தைப் பராமரித்துக்கொண்டு, முன்னும் பின்னுமாக நகர்கின்றன (அதிர்வுறுகின்றன).

நுண்ணிய பண்புகளின் அடிப்படையில் திண்மங்கள், திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்களுக்கு இடையேயான வேறுபாடு, உண்மையில் இந்த மூன்று பொருட்களையும் உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகளின் வலிமை அல்லது பலவீனத்தில்தான் அடங்கியுள்ளது.

திடமான

திண்மங்களில், அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் மிகவும் வலிமையாக இருப்பதால், அத்திண்மத்தை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் எப்போதும் நிலையான இடங்களில் நிலைத்திருக்கின்றன. திண்மங்களில் உள்ள அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் முன்னும் பின்னுமாக நகர்கின்றன (அதிர்வுறுகின்றன), ஆனால் அவை எப்போதும் ஒரே நிலையில் அதிர்வுறுகின்றன.

ஒரு திடப்பொருளை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே உள்ள வலுவான ஈர்ப்பே, அத்திண்மத்தின் வடிவமும் கன அளவும் எப்போதும் மாறாமல் இருப்பதற்குக் காரணமாகும். வீசப்பட்டது அல்லது தாக்கப்பட்டதுஅணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் மிகவும் வலிமையாக இருப்பதால், ஒரு பாறை அல்லது இரும்புத் துண்டின் வடிவத்தை மாற்றுவது கடினம். நீங்கள் ஒரு பாறை அல்லது இரும்புத் துண்டை ஒரு வாளியிலோ அல்லது குளியல் தொட்டியிலோ வைக்கும்போது, ​​அதன் கன அளவு ஒருபோதும் மாறுவதில்லை. எனவே, ஒரு திடப்பொருளை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான வலிமையான கவர்ச்சி விசைகளே அவற்றை ஒன்றாக இணைத்து, அவற்றின் திடமான தோற்றத்தைப் பராமரிக்கின்றன.

பொதுவாக, ஒரு திடப்பொருளை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் நிலைகள், படத்தில் (படிகக் கட்டமைப்பு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) காட்டப்பட்டுள்ளதைப் போல ஏறக்குறைய இருக்கும். இந்தப் படம் பெரிதாக்கப்பட்டுள்ளது. அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் மிகவும் சிறியவை.

திரவம்

திரவங்களில், அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் குறைவாக இருப்பதால், அவை ஒன்றோடொன்று மேற்பொருந்தி, சுதந்திரமாக நகர முடிகிறது. திரவங்களை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் தங்கள் விருப்பப்படி நகர முடியும், ஆனால் அவற்றால் தங்கள் நண்பர்களிடமிருந்து பிரிய முடியாது. கவர்ச்சி விசைகளின் வலிமை, அவை தப்பிச் சென்று சிதறுவதைத் தடுக்கிறது.

இதனால்தான் ஒரு திரவத்தின் வடிவம் மாறினாலும், அதன் கன அளவு மாறாமல் இருக்கிறது. நாம் ஒரு குவளையில் தண்ணீரை ஊற்றும்போது, ​​அதிலுள்ள அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் குறைவாக இருப்பதால், தண்ணீரின் வடிவம் குவளையின் வடிவத்திற்கு ஏற்ப மாறுகிறது. நாம் ஒரு குளியல் தொட்டியில் தண்ணீரை ஊற்றும்போது, ​​அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான குறைவான கவர்ச்சி விசைகள், தண்ணீரை குளியல் தொட்டியின் வடிவத்திற்கு ஏற்ப மாற்றிக்கொள்ள அனுமதிக்கின்றன. Vஅணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் அவற்றை ஒன்றாகப் பிணைத்து வைத்திருப்பதால், ஒரு திரவத்தின் கன அளவு எப்போதும் மாறாமல் இருக்கும். ஒற்றுமையாக இருங்கள்ஒரு குவளை தண்ணீரில் ஊற்றும்போதுkகுளியல் தொட்டியில் தண்ணீர் ஊற்றப்படும்போது, ​​​​தண்ணீரின் கன அளவு ஒரு குவளையின் கன அளவுக்குச் சமமாகவே இருக்கும். தண்ணீரை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் சிதறுவதில்லை, எனவே அதன் கன அளவு எப்போதும் மாறாமல் அப்படியே இருக்கும்.

திரவத்தை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் நிலை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது (அம்பு அவற்றின் இயக்கத்தின் திசையைக் காட்டுகிறது ) .

வாயுப் பொருட்கள்

வாயுப் பொருட்களில், அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் மிகவும் பலவீனமாக இருப்பதால் , அந்த அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் ஒரே அலகாக இருக்க முடியாது. அவற்றுக்கிடையே பிணைப்புகள் இல்லாததால், அவை தங்கள் விருப்பப்படி நகர்கின்றன. இந்த மிகவும் பலவீனமான கவர்ச்சி விசைகள், வாயுப் பொருளை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை எல்லா இடங்களிலும் சிதறடிக்கின்றன. வாயுப் பொருளை உருவாக்கும் அணுக்கள், திட அல்லது திரவப் பொருளை உருவாக்கும் அணுக்களை விட அதிக சுதந்திரமானவை.

ஒரு வாயுப் பொருளை உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் நிலை தோராயமாக பின்வருமாறு அமைகிறது. பாத படம்.

மிகவும் பலவீனமான ஈர்ப்பு விசையின் காரணமாகவே வாயுக்களின் வடிவமும் கன அளவும் மாறுகின்றன, மேலும் காற்றைக் கண்ணால் பார்க்க முடிவதில்லை. அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் அளவு மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், அவை எல்லா இடங்களிலும் சிதறிக் கிடந்தால், நம்மால் அவற்றைப் பார்க்க முடியாது. மணல் அல்லது சர்க்கரையின் அளவு அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை விட மிகவும் பெரியதாக இருப்பதால், அவை சிதறிக் கிடந்தாலும், மணல் துகள்களைக் கண்ணால் பார்க்க முடிகிறது, இருப்பினும் அது சற்றுக் கடினமானது.

திடப்பொருட்கள் மற்றும் திரவங்களைப் பார்க்க முடிவதற்குக் காரணம், அவற்றின் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் பிரிக்கப்படாமல் இருப்பதே ஆகும். திடப்பொருட்கள் மற்றும் வாயுக்களில் உள்ள வலிமையான ஈர்ப்பு விசைகள், அவற்றை ஒன்றாகப் பிணைத்து வைத்திருக்க உதவுகின்றன. வாயுக்களில் உள்ள ஈர்ப்பு விசைகள் மிகவும் வலிமையற்றவை என்பதால், அவற்றால் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை ஒன்றாகப் பிணைத்து வைத்திருக்க இயலாது. இந்த சிறிய ஈர்ப்பு விசையே, வாயுக்களும் திரவங்களும் பாய்வதற்குக் காரணமாக அமைகிறது.