Твердые вещества жидкости и газы
Например, свинец имеет температуру кипения градусов по Цельсию. Классификация Глава 2. Объяснение задания. Знак опасности класс 3 Легковоспламеняющиеся жидкости.
Расскажите свой доклад родителям или друзьям. Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись. Цифровая библиотека. Выбери класс. Как поступить в Онлайн-школу и получить аттестат? Отправить Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных. Показать список тем Здоровье и безопасность. Размножение и развитие животных. Роль животных в природе и жизни человека.
Влияние человека на животных. Охрана животных. Воздух его состав и свойства. Значение воздуха для живых организмов. Источники загрязнения. Охрана воздуха от загрязнений. Грибы, их разнообразие и строение. Съедобные и несъедобные грибы. Охрана грибов. Растения, их разнообразие. Группы растений, виды растений.
Дыхание и питание растений. Природа, её разнообразие. Царства живой природы. Почва, её состав. Значение почвы для живых организмов. Охрана почвы. Размножение и развитие растений. Роль растений в природе и жизни человека. Звездное небо. Вода, её свойства. Три состояния воды. Круговорот воды в природе. Значение воды для живых организмов.
Источники загрязнения воды. Охрана воды. Мир глазами эколога. Животные, их разнообразие. Группы животных. Растительноядные, насекомоядные, хищные, всеядные животные. Цепь питания и экологическая пирамида. Влияние человека на растительный мир. Растения из Красной книги России.
Охрана растений. Страна, город, село. Видеоурок Учебник Тест. Окружающий мир 3 класс Окружающий мир 3 класс.
Конспект урока: Тела, вещества, частицы. Знаете ли вы…. Знаете ли вы, что такое кислотные дожди?
Продолжите фразы Я сегодня потрудился… Я узнал, что… Мне показалось интересным…. Предыдущий урок. Следующий урок. Урок подготовил а.
Анна Николаевна. Опыт работы: 7 лет. Степени сравнения прилагательных. Описание местности, людей и предметов. Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока. Зарегистрироваться Войти. Отзывы об уроке:. Полноценный электронный справочник для детей. Данное уравнение может иметь либо три вещественных корня, либо один вещественный и два мнимых. Физический смысл будут иметь лишь вещественные положительные значения молярного объема. Зависимости от , построенные из данного уравнения при различных температурах, — это изотермы Ван-дер-Ваальса рис.
Можно заметить, что пока температура не достигнет некоторого критического значения , в пространстве имеется область, где каждому значению давления соответствуют три точки изотермы с тремя различными — три корня уравнения Ван-дер-Ваальса.
По мере повышения температуры эти три точки сближаются и при сливаются в одну точку, которая является точкой перегиба критической изотермы. При изотермы Ван-дер-Ваальса близки к изотермам идеального газа. Английский физик Т. Эндрюс в г. При приближении к эта разность стремится к нулю. Кривую, снятую при , называют критической изотермой. На ней точки и сливаются в одну точку , называемую критической точкой.
Любую «докритическую» изотерму можно разбить на 3 характерных участка: , и. На участках и при уменьшении объема давление возрастает, а на участке — не меняется. Это своеобразие докритических изотерм связано с тем, что они охватывают различные агрегатные состояния СО 2 : на участке состояние системы характеризуется большой плотностью и малой сжимаемостью, что соответствует жидкости.
На участке состояние системы характеризуется низкой плотностью и легкой сжимаемостью, что соответствует газообразному состоянию, а на участке углекислота одновременно находится в двух агрегатных состояниях — жидком и газообразном.
Если мы будем уменьшать объем газа, сжимая его, то есть двигаться в направлении , то точка будет соответствовать началу конденсации СО 2 , а точка — ее концу. Если же двигаться наоборот, от к изотермическое расширение , то точка будет соответствовать началу кипения, а точка — его окончанию.
Другими словами, точка соответствует состоянию кипящей жидкости, а точка — сухого насыщенного пара. В любой другой точке на участке СО 2 представляет собой смесь кипящей жидкости и сухого насыщенного пара. Такую смесь называют влажным паром. Он представляет собой, таким образом, двухфазную систему. С ростом прямолинейный участок сокращается по длине, точка смещается вправо, — влево. Объясняется это тем, что молярный объем жидкости, находящейся в равновесии с насыщенным паром, увеличивается с ростом температуры, так как при этом в жидкости ослабевают межмолекулярные силы сцепления.
Молярный же объем насыщенного пара, напротив, уменьшается. При , , точки и сливаются в одну и газ целиком переходит в жидкость, минуя двухфазное состояние. Из сопоставления изотермы Ван-дер-Ваальса с реальной изотермой Эндрюса вытекает, что они примерно совпадают на участках, отвечающих однофазным состояниям вещества, но ведут себя совершенно различным образом в области расслоения на две фазы. Вместо -образного завитка на изотерме Ван-дер-Ваальса реальная изотерма имеет в этой области прямолинейный горизонтальный участок.
Оказывается, что при некоторых условиях состояния, соответствующие участкам и рис. Правда, они не вполне устойчивы. Такие состояния называются метастабильными.
Вещество в состояниях называется перегретой жидкостью, вещество в состояниях называется пересыщенным переохлажденным паром. Участок кривой практически воспроизведен быть не может, так как это состояние противоречит условию стабильности системы.
При достаточно низких температурах нижняя часть завитка изотермы Ван-дер-Ваальса пересекает ось и переходит в область отрицательных давлений нижняя изотерма на рис. Вещество под отрицательным давлением находится, очевидно, в состоянии не сжатия, а растяжения. Такие состояния также могут быть реализованы при определенных условиях. Участок на нижней изотерме соответствует растянутой жидкости. Жидкое состояние занимает промежуточное положение между газами и твердыми телами. В расположении частиц жидкости наблюдается так называемый ближний порядок.
Это означает, что по отношению к любой частице расположение ближайших к ней соседей является упорядоченным. Однако по мере удаления от данной частицы порядок в расположении частиц довольно быстро исчезает. Многие вопросы теории жидкого состояния были разработаны Я. Согласно Френкелю, тепловое движение в жидкостях имеет следующий характер: каждая молекула в течение некоторого времени 10 —10 с колеблется около определенного положения равновесия, после чего она перескакивает в новое положение равновесия, отстоящее от прежнего примерно на расстояние, равное диаметру молекулы.
Средняя длительность колебаний около одного и того же положения равновесия зависит от природы жидкости и убывает с повышением температуры. Жидкости, как и газы, обладают текучестью: любая неуравновешенная сила вызывает их течение.
Текучестью объясняется горизонтальность поверхности жидкости, находящейся в широком сосуде. Жидкость, сохраняя свой объем, под воздействием силы тяжести принимает форму сосуда.
Если же жидкость освободить от действия силы тяжести, то, как показывает опыт, она принимает форму шара. Это явление наблюдается, например, в условиях невесомости в кабинах космических кораблей. Молекулы жидкости, в отличие от газов, интенсивно взаимодействуют между собой. Силы взаимодействия зависят от природы молекул и существенно различаются по величине для разных жидкостей. Характерным свойством жидкостей является их очень малая изотермическая сжимаемость. Так, при увеличении внешнего давления на 10 5 Па объем жидкости уменьшается на тысячные доли процента.
Это объясняется возникновением огромных сил отталкивания между молекулами жидкости при ее сжатии. Для жидкостей справедливо неравенство:. Мало изменяется объем жидкости и при нагревании. Если — объем при 0 К, то объем жидкости при температуре выражается формулой. Численное значение находится в пределах 10 - 5 -2 К Теплоемкости жидкостей зависят от их молекулярной массы, то есть от молекулярной структуры. Чем больше молекулярная масса жидкости, тем больше, как правило, значение ее теплоемкости.
Особенно отчетливо это проявляется для органических жидкостей, молекулы которых состоят из большого числа атомов легких элементов Н, О, С, N, следовательно, они обладают большим числом степеней свободы и теплоемкость их велика. Для жидкостей теплоемкость при постоянном давлении и постоянном объеме близки по значению:.
Молекулы в жидкости располагаются настолько близко друг к другу, что силы притяжения между ними имеют значительную величину.
Поскольку взаимодействие быстро убывает с расстоянием, начиная с некоторого расстояния силами притяжения между молекулами можно пренебречь. Это расстояние называется радиусом молекулярного действия , а сфера радиуса называется сферой молекулярного действия. Каждая молекула испытывает притяжение со стороны всех соседних с ней молекул, находящихся в пределах сферы молекулярного действия.
Если молекула находится от поверхности жидкости на расстоянии, превышающем , то равнодействующая всех сил притяжения для нее в среднем равна нулю. Если молекула находится на поверхности жидкости, равнодействующая сил притяжения не равна нулю. Она направлена внутрь жидкости перпендикулярно к ее поверхности и стремится втянуть эту молекулу во внутренние слои жидкости.
Переход молекулы из глубины жидкости в поверхностный слой возможен при совершении работы против действия сил в поверхностном слое. Эта работа совершается молекулой за счет запаса ее кинетической энергии и идет на увеличение потенциальной энергии молекулы. Итак, молекулы в поверхностном слое обладают дополнительной потенциальной энергией, которая называется поверхностной энергией. Поскольку положение равновесия соответствует минимуму потенциальной энергии, жидкость, свободная от внешних воздействий, будет принимать форму шара, то есть форму с минимальной поверхностью.
При заданном объеме жидкость должна иметь наименьшую площадь свободной поверхности. Выделим мысленно часть поверхности жидкости, ограниченную замкнутым контуром. Тенденция этого участка к сокращению приводит к тому, что он действует на граничащие с ним участки с силами, распределенными по всему контуру.
Эти силы называются силами поверхностного натяжения. Направлена сила поверхностного натяжения по касательной к поверхности жидкости и перпендикулярно к участку контура, на который она действует. Поверхностное натяжение во многом зависит от примесей, имеющихся в жидкостях. Вещества, ослабляющие поверхностное натяжение жидкости, называются поверхностно-активными.
Наиболее известным поверхностно-активным веществом по отношению, например, к воде является мыло. Существуют вещества сахар, соль , которые увеличивают поверхностное натяжение жидкости благодаря тому, что их молекулы взаимодействуют с молекулами жидкости сильнее, чем молекулы жидкости между собой.
Например, если посолить мыльный раствор, то в поверхностный слой жидкости выталкивается больше молекул мыла, чем в пресной воде. В мыловаренной технике мыло «высаливается» таким способом из раствора.
Если опустить стеклянную палочку в ртуть, а затем вынуть ее, то ртути на ней не окажется.
Если же опыт повторить с водой, то палочка будет влажной и на ее конце останется капля воды. Это объясняется тем, что молекулы ртути притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам стекла, а притяжение между молекулами воды слабее, чем между молекулами стекла.
Говорят, что вода смачивает стекло, а ртуть — не смачивает. Явления смачивания и поверхностного натяжения взаимосвязаны. Поверхностное натяжение свойственно не только жидкостям, но и твердым телам. В общем же случае поверхностное натяжение на границе двух сред 1 и 2 следует характеризовать величиной зависящей от свойств обеих сред. Если граничат друг с другом три различных тела: твердое, жидкое и газообразное рис. При этом равновесие для контура, ограничивающего жидкость на твердом теле, имеет место при выполнении условия.
Угол между касательными к поверхности твердого тела и к поверхности жидкости называется краевым углом. Этот угол может быть и острым, и тупым в зависимости от значений и. Если , то и угол острый, то есть жидкость смачивает твердую поверхность рис. Если , то и угол тупой, то есть жидкость не смачивает твердую поверхность рис. Если , то имеет место полное смачивание — жидкость растекается по поверхности твердого тела, покрывая его тонкой пленкой как керосин на поверхности стекла.
Полное несмачивание наблюдается, если жидкость образует на твердом теле шаровую каплю, имея с твердой поверхностью лишь одну точку соприкосновения например, капля воды на поверхности парафина. Смачивание и несмачивание являются понятиями относительными, то есть жидкость может смачивать одну твердую поверхность и не смачивать другую. Ртуть, например, не смачивает стекло, но смачивает чистые поверхности металлов.
Явления смачивания и несмачивания широко используются в технике. Например, в процессе отделения руды от пустой породы ее, мелко раздробленную, взбалтывают в жидкости, смачивающей пустую породу и не смачивающей руду. Через эту смесь продувают воздух, а затем отстаивают. При этом смоченные жидкостью частицы породы опускаются на дно, а крупинки руды «прилипают» к пузырькам воздуха и всплывают на поверхность жидкости.
При наличии свободной поверхности отдельные молекулы жидкости, обладающие избытком кинетической энергии, вырываются наружу, и таким образом жидкость испаряется. Если ей не подводить тепло извне, внутренняя энергия молекул понижается и жидкость охлаждается. Над поверхностью жидкости образуется пар, часть молекул которого может переходить в жидкость. Равенство скорости испарения и скорости обратной конденсации пара соответствуют динамическому равновесию. При этом пар над поверхностью считается насыщенным и его давление зависит от температуры.
Жидкость испаряется с открытой поверхности при любой температуре, при этом испарение происходит на границе раздела жидкости и пара. Помимо поверхностного испарения жидкость может испытывать также объемное испарение, то есть интенсивное образование при нагревании пузырьков насыщенного пара по всему объему, которое называется кипением.
Кипение — это фазовый переход I рода.
Кипение начинается при равенстве внешнего давления и давления насыщенного пара в пузырьках внутри жидкости. При заданном постоянном внешнем давлении кипение происходит при определенной температуре , называемой температурой кипения , при этом парообразование происходит во всем объеме жидкости. Для кипения жидкости необходимы два условия: наличие в ней парогазовых пузырьков и повышение температуры до и сообщение жидкости при этой температуре теплоты. Если жидкость полностью лишена пузырьков зародышей газовой фазы , в ней отсутствуют полости, где могли бы накапливаться пары и поэтому кипение не происходит.
В процессе кипения ее температура остается неизменной, поскольку подводимая теплота полностью идет на парообразование. Чем меньше внешнее давление, тем меньше. Многие жидкости являются хорошими растворителями вода, бензин, скипидар и др.
В жидкостях могут растворяться твердые вещества, а также жидкости и газы. При образовании раствора молекулы растворенного вещества равномерно распределяются между молекулами растворителя, в результате образуется однородная по своим свойствам система.
Растворение является следствием взаимодействия молекул растворенного вещества с молекулами растворителя, при этом в случае растворения твердых веществ или жидкостей происходит разделение частиц растворяемого вещества и их сближение с частицами растворителя.
Разделение частиц требует затраты энергии, а сближение сопровождается ее выделением. Поэтому растворение, как правило, сопровождается тепловым эффектом — поглощением или выделением теплоты. Растворение спирта в воде, например, сопровождается выделением теплоты и нагревом раствора.
Растворение же сахара в воде вызывает охлаждение раствора: при растворении поглощается теплота. Легко понять, что в первом случае энергия взаимодействия однородных молекул меньше, чем разнородных, а во втором случае соотношение обратное. Жидкие растворы находят широчайшее применение в различных областях народного хозяйства: в лакокрасочной промышленности — для приготовления красок, олиф, лаков; в производстве полимеров, клеев, синтетических волокон; в пищевой промышленности — при приготовлении сиропов, карамели, для экстракции растительных жиров и т.
Растворение газообразных веществ, например, углекислого газа в воде, широко используется при производстве газированных напитков и минеральных вод. Структура твердых тел. Физические типы кристаллических решеток. Теплоемкость кристаллов. Плавление и кристаллизация. В отличие от жидкостей твердые тела обладают упругостью формы. Если к твердому телу приложить внешнюю силу, то возможно изменение его формы. После снятия нагрузки тело примет первоначальный вид, если не перейден некоторый предельный уровень деформации.
Наличие упругой деформации у твердых тел и отсутствие ее у жидкостей обусловлены различием в их молекулярном строении и характере теплового движения молекул. Твердые тела делятся на два типа, существенно отличающихся друг от друга по физическим свойствам: кристаллические и аморфные. Подавляющее большинство твердых тел в природе имеет кристаллическое строение. Они характеризуются упорядоченностью расположения составляющих их частиц, наличием значительных сил межмолекулярного взаимодействия и сохраняют постоянным не только свой объем, но и форму.
Частицы, из которых построены кристаллы, совершают малые колебания около положения равновесия. Структура, для которой характерно регулярное расположение частиц, с периодической повторяемостью в 3-х измерениях, называется кристаллической решеткой.
Средние равновесные положения, около которых частицы совершают колебания, называются узлами кристаллической решетки. Различают монокристаллы и поликристаллы.
У первых частицы образуют единую кристаллическую решетку, всюду одинакового типа. Это большинство минералов, лед, поваренная соль. Однако условия роста кристаллов в природных условиях часто не выдерживаются, поэтому большинство твердых тел имеет мелкокристаллическую структуру, состоящую из множества беспорядочно ориентированных мелких кристаллических зерен.
Такие твердые тела называются поликристаллами — это многие горные породы, металлы и их сплавы. Характерная черта монокристаллов заключается в наличии анизотропии , то есть зависимости ряда физических свойств механических, электрических, оптических от направления.
Анизотропия монокристаллов объясняется тем, что в кристаллической решетке различно число частиц, приходящихся на одинаковые по длине, но разные по направлению отрезки, то есть плотность расположения частиц кристаллической решетки по разным направлениям неодинакова, что и приводит к различию свойств кристаллов вдоль этих направлений рис.
Поликристаллы изотропны, то есть их свойства одинаковы по всем направлениям. Аморфные тела также изотропны, для них характерен ближний порядок в расположении частиц. В зависимости от природы частиц, находящихся в узлах кристаллической решетки, и от характера сил взаимодействия между ними различают 4 типа кристаллов:.
Ионные кристаллы.
