Souhrnný stav hmoty

Fyzikální nebo agregátní stav hmoty se vyznačuje specifickými vlastnostmi za určitých podmínek (tlak a teplota). To znamená, že může být pevné, kapalné nebo plynné. Změna agregátních stavů látky vede k její změně fyzikální vlastnosti (hustota, entropie, volná energie). Jelikož je v pevném stavu, je schopen udržet pevný objem a tvar. Po přechodu do kapaliny se stejným objemem změní tvar, přizpůsobí se nádobě nebo kontejneru. Jelikož je plynná, tato stejná látka nezachovává nejen formu, ale i objem, protože od rozšiřování vyplňuje celý prostor.

Například agregátní stav vody může být pevný, kapalný nebo plynný. V tomto případě se chemický vzorec (H2O) a složení molekuly (dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku) nemění. Při teplotách od 0 ° C a níže je v pevném stavu a nazývá se ledem. Od 0 ° C do 99,944 ° C je bezbarvá (pro malé objemy) transparentní kapalinu, která nemá vůni a chuť. Při teplotě 99,944 ° C prochází do plynné fáze a volá se vodní páry. Tento příklad ukazuje, že agregátní stav látky se mění s měnícími se vnějšími podmínkami. V tomto případě s téměř nezměněným okolním tlakem, ale se změnou teploty, se led roztaví na 0 ° C a změní se na vodu, která se vaří při 99,944 ° C a odpaří se na páru.

Voda, můžeme říci, se liší ve svých vlastnostech, jsou v různých agregátních stavech. Hustota ledu se rovná 0,917 g / cm3, kapalná voda za standardních podmínek 0,9982 g / cm3-, vodní pára (také za standardních podmínek) je méně než 0,001 g / cm3. Dynamická viskozita voda v bodě tání led (bod mrznutí vody) je: muži = 1,793middot-103 Pamiddotů a při 20 ° C dynamická viskozita vody je: mu = 1,003middot-10`sup3-Pamiddot-s. Celkový stav látky a její vlastnosti se tak mění během fázového přechodu. Tento přechod je charakterizován bodem tání, který se rovná teplotě krystalizace (kapalina ztuhne) a bodu varu (kapalina přechází do plynu), která se rovná teplotě kondenzace (plyn se stává kapalinou).

Je třeba zdůraznit, že agregátní stav látky závisí na jejím složení. Takže například za stejných vnějších podmínek se různé vlastnosti liší různými látkami. Za standardních podmínek je voda H2O tekutá. Vodík H2 a kyslík O2 jsou plyny. Iron Fe je pevný (jeho teplota tání 1538,9 ° C, teplota varu 2860,9 ° C). Stejný souhrnný stav pro různé látky však může mít určité podobnosti.

Pro plyny jsou typické poměrně malé intermolekulární síly. Proto jsou jejich molekuly ve velké vzdálenosti od sebe. V důsledku toho mohou plyny silně kontrahovat. Molekuly plynů se neustále pohybují a pohyb je chaotický. To vysvětluje schopnost plynných látek rovnoměrně vyplňovat celý objem, který jim jsou dodávány: plyny získají tvar a objem kontejneru, ve kterém jsou umístěny.

Kapaliny mezi plynnými a pevnými látkami zaujímají mezilehlou pozici. Jak teplota vzrůstá, stávají se více jako plyny a při poklesu teploty jsou spíš jako pevné látky. Molekuly kapalin jsou hustěji umístěny kvůli znatelným silám přitažlivosti mezi nimi. Rentgenografické studie ukázaly, že mají nějaké základy, které připomínají krystalickou strukturu.

Pevné látky mají vždy určité tvary a objemy. K jejich změnám je nutné vynaložit úsilí, protože molekuly, atomy a ionty jsou pevně spojeny. Částice pevných látek se nemohou volně pohybovat, protože si udržují vzájemné uspořádání a provádějí uspořádané oscilace kolem středů rovnováhy. Dvě stavy pevných látek jsou známé - amorfní a krystalické. Krystaly tohoto druhu jsou pro ně charakteristické. Například krystaly chloridu sodného NaCl připomínají tvar krychle, dusičnan draselný KNO3 - hranol a tak dále. Struktura amorfní je náhodně agregované molekuly. Na rozdíl od toho krystalické látky, která se taví při určité teplotě, je amorfní charakteristický širokým rozsahem bodu tání. Někdy jsou ošetřovány jako kapalina s velmi vysokou viskozitou. Když se mění podmínky, při kterých se látka ztuhne, lze ji získat jak v krystalickém, tak iv amorfním stavu.

Agregátní stav látky je někdy popsán jako plazmatické nebo kapalné krystaly. Ale to není zcela správná definice. Otázka vyžaduje samostatnou a podrobnější studii, takže v tomto článku tento stav hmoty není ovlivněn.