Что такое агрегатное состояние вещества — Естествознание для 3–5 классов на Harmony Square

Состояние вещества — это одна из различных форм существования вещества. В повседневной жизни наблюдаются четыре состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазма. Известно существование многих промежуточных состояний, таких как жидкий кристалл, а некоторые состояния существуют только в экстремальных условиях, например, бозе-эйнштейновские конденсаты, нейтронно-вырожденное вещество и кварк-глюонная плазма, которые возникают, соответственно, только в условиях экстремального холода, экстремальной плотности и чрезвычайно высокой энергии. Полный список всех экзотических состояний вещества см. в списке состояний вещества. Исторически различие основывалось на качественных различиях в свойствах. Вещество в твердом состоянии сохраняет фиксированный объем и форму, при этом составляющие его частицы (атомы, молекулы или ионы) находятся близко друг к другу и зафиксированы на месте. Вещество в жидком состоянии сохраняет фиксированный объем, но имеет переменную форму, которая адаптируется к размерам контейнера. Его частицы по-прежнему находятся близко друг к другу, но свободно движутся. Вещество в газообразном состоянии имеет как переменный объем, так и переменную форму, адаптируясь к размерам контейнера. Его частицы не находятся близко друг к другу и не зафиксированы на месте. Вещество в плазменном состоянии имеет переменный объем и форму, содержит нейтральные атомы, а также значительное количество ионов и электронов, которые могут свободно перемещаться. Термин «фаза» иногда используется как синоним состояния вещества, но система может содержать несколько несмешивающихся фаз одного и того же состояния вещества. В твердом теле составляющие частицы (ионы, атомы или молекулы) плотно упакованы. Силы между частицами настолько сильны, что частицы не могут свободно двигаться, а могут только вибрировать. В результате твердое тело имеет стабильную, определенную форму и определенный объем. Твердые тела могут изменять свою форму только под действием внешней силы, например, при разрушении или разрезании. Твердое тело: В кристаллических твердых телах частицы (атомы, молекулы или ионы) упакованы в регулярно упорядоченном, повторяющемся порядке. Существуют различные кристаллические структуры, и одно и то же вещество может иметь более одной структуры (или твердой фазы). Например, железо имеет объемно-центрированную кубическую структуру при температурах ниже 912 °C (1674 °F) и гранецентрированную кубическую структуру в диапазоне от 912 до 1394 °C (2541 °F). Лед имеет пятнадцать известных кристаллических структур, или пятнадцать твердых фаз, которые существуют при различных температурах и давлениях. Жидкость: Жидкость — это почти несжимаемая жидкость, которая принимает форму своего контейнера, но сохраняет (почти) постоянный объем независимо от давления. Объем является определенным, если температура и давление постоянны. Когда твердое вещество нагревается выше точки плавления, оно становится жидким, при условии, что давление выше тройной точки вещества. Межмолекулярные (или межатомные, или межионные) силы по-прежнему важны, но молекулы обладают достаточной энергией, чтобы двигаться относительно друг друга, и структура подвижна. Это означает, что форма жидкости не является определенной, а определяется ее контейнером. Объем обычно больше, чем объем соответствующего твердого вещества, наиболее известным исключением является вода, H2O. Наивысшая температура, при которой может существовать данная жидкость, называется её критической температурой. Газ: Газ — это сжимаемая жидкость. Газ не только принимает форму своего контейнера, но и расширяется, заполняя его. В газе молекулы обладают достаточной кинетической энергией, чтобы влияние межмолекулярных сил было незначительным (или нулевым для идеального газа), а типичное расстояние между соседними молекулами намного больше размера молекулы. Газ не имеет определённой формы или объёма, но занимает весь контейнер, в котором он находится. Жидкость может быть превращена в газ путём нагревания при постоянном давлении до точки кипения или путём понижения давления при постоянной температуре. Плазма: Как и газ, плазма не имеет определённой формы или объёма. В отличие от газов, плазма является электропроводящей, создаёт магнитные поля и электрические токи и сильно реагирует на электромагнитные силы. Положительно заряженные ядра плавают в «море» свободно движущихся диссоциированных электронов, подобно тому, как такие заряды существуют в проводящем металле, где это электронное «море» позволяет веществу в плазменном состоянии проводить электричество. Газ обычно превращается в плазму одним из двух способов, например, либо за счет огромной разности напряжений между двумя точками, либо путем воздействия на него чрезвычайно высоких температур. Нагревание вещества до высоких температур приводит к тому, что электроны покидают атомы, в результате чего появляются свободные электроны. Это создает так называемую частично ионизированную плазму. При очень высоких температурах, таких как в звездах, пред...