Скачать + смотреть онлайн

видео 2022

бесплатно в хорошем качестве HD

Строго запрещено смотреть анал видео. Крутые - все самые шикарные мамки видео. Мега лучший пердос video.

PhysBook
PhysBook
Представиться системе

Kvant. Агрегатные состояния

Материал из PhysBook

Кикоин А.К. Об агрегатных состояниях вещества //Квант. — 1984. — № 9. — С. 20-21.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Молекулярно-кинетическая теория строения вещества — одно из величайших достижений физической науки — основана на трех утверждениях:

  1. всякое вещество состоит из частиц — молекул или атомов;
  2. частицы (молекулы, атомы) совершают беспорядочное тепловое движение;
  3. частицы (молекулы, атомы) взаимодействуют друг с другом.

Эта теория позволяет понять множество самых разнообразных явлений и в их числе факт существования вещества в трех, как говорят, агрегатных состояниях — твердом, жидком, газообразном.

Почему же совокупности совершенно одинаковых частиц, например молекул воды (H2O), могут образовать такие столь непохожие друг на друга тела, как лед, вода, водяной пар? «Виновато» в этом третье из перечисленных выше утверждений, лежащих в основе моле- кулярно-кинетической теории, — утверждение о том, что между молекулами действуют силы («Физика 9», §§ 4 и 5). Однако существование различных агрегатных состояний удобнее объяснить, пользуясь не «силовым», а «энергетическим» языком.

Тепловое движение молекул характеризуется их средней кинетической энергией. Она, как известно, определяет температуру тел. Для идеальных газов, например, температура Т и средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул \(~\frac{m \bar{\upsilon^2}}{2}\) связаны соотношением

\(~\frac{m \bar{\upsilon^2}}{2} = \frac{3}{2} kT\) ,

где k — постоянная Больцмана (k = 1,38·10-23 Дж/К). Кинетическая энергия вместе с концентрацией n молекул (число молекул в единице объема) определяет и второй основной макроскопический параметр газа — его давление р:

\(~p = \frac{2}{3} n \frac{m \bar{\upsilon^2}}{2}\) .

Если бы молекулы обладали только кинетической энергией, они разлетелись бы по всем направлениям (движение молекул хаотическое!) и вещество заняло бы весь доступный ему объем. Единственно возможным состоянием вещества было бы газообразное состояние.

Взаимодействие молекул (как и всякое взаимодействие) характеризуется потенциальной энергией. Она зависит от расстояния между молекулами. Если бы молекулы обладали только потенциальной энергией, они заняли бы друг относительно друга такие положения, чтобы сумма сил, действующих на каждую молекулу со стороны ее соседей, была равна нулю. При этом потенциальная энергия взаимодействия молекул была бы минимальной. Единственным возможным состоянием вещества было бы твердое состояние.

Но молекулы движутся и взаимодействуют одновременно, и, следовательно, они обладают и кинетической и потенциальной энергией. Поэтому быть ли телу твердым, жидким или газообразным, зависит от соотношения обоих видов энергии. А изменение этого соотношения и приводит к переходу вещества из одного состояния в другое.

Твердое состояние — это состояние, в котором потенциальная энергия Wp взаимодействия молекул подавляюще велика по сравнению с кинетической Wk:

\(~W_p >> W_k\) .

Как можно изменить это соотношение? Например, нагревая твердое тело. Ясно, что при нагревании увеличивается кинетическая энергия частиц тела, а их потенциальная энергия при этом практически не изменяется. Таким образом можно добиться того, чтобы кинетическая энергия стала примерно равной потенциальной. Тогда и произойдет переход из твердого состояния в жидкое, для которого характерно примерное равенство Wp и Wk:

\(~W_p \approx W_k\) .

В этом состоянии потенциальная энергия еще достаточно велика, чтобы молекулы не могли разлететься друг от друга, а кинетическая энергия уже достаточно велика, чтобы молекулы приобрели определенную подвижность, то есть возможность перемещаться внутри объема. Жидкость сохраняет свой объем, но становится текучей и поэтому не сохраняет своей формы.

Будем продолжать поставлять энергию, нагревая теперь уже жидкость. Кинетическая энергия молекул будет расти и в какой-то момент превзойдет потенциальную энергию их взаимодействия настолько, что ею (потенциальной энергией) можно будет пренебречь:

\(~W_p << W_k\) .

Вещество перейдет в состояние, которое соответствует идеальному газу («Физика 9», § 6).

А что если продолжать нагрев, теперь уже газа? Приведет ли дальнейший рост кинетической энергии молекул к еще одному агрегатному переходу? Оказывается, да. Но только потому, что молекулы (атомы) это не просто очень маленькие шарики. Они представляют собой сложные системы заряженных частиц, еще меньших, чем атомы, размеров. При достаточно высокой температуре газа столкновения его частиц приводят к тому, что молекулы разваливаются на атомы, а атомы — на составляющие их заряженные частицы. В результате получается особого рода вещество, состоящее из одинакового числа положительно и отрицательно заряженных частиц (в целом — электрически нейтральное). Это и есть четвертое состояние вещества — плазма. В отличие от других агрегатных состояний плазма состоит из электрически взаимодействующих друг с другом частиц. Вот почему свойства плазмы существенно отличаются от свойств вещества в других состояниях.

Смотреть HD

видео онлайн

бесплатно 2022 года