Модели строения газов, жидкостей и твёрдых тел

Все вещества могут существовать в трёх агрегатных состояниях.

Газ – агрегатное состояние, в котором вещество не имеет определённого объёма и формы. В газах частицы вещества удалены на расстояния, значительно превышающие размер частицы. Силы притяжения между частицами малы и не могут удерживать их друг возле друга. Потенциальная энергия взаимодействия частиц считается равной нулю, то есть она много меньше кинетической энергии движения частиц. Частицы хаотично разлетаются, занимая весь объём сосуда, в котором находится газ. Траектории частиц газа представляют собой ломаные линии (от одного удара до другого частица движется равномерно и прямолинейно). Газы легко сжимаются.

Жидкость – агрегатное состояние, в котором вещество имеет определённый объём, но не сохраняет своей формы. В жидкостях расстояния между частицами сравнимы с размерами частиц, поэтому силы взаимодействия частиц в жидкостях велики. Потенциальная энергия взаимодействия частиц сравнима с их кинетической энергией. Но этого не достаточно для упорядоченного расположения частиц. В жидкостях наблюдается лишь взаимная ориентация соседних частиц. Частицы жидкостей совершают хаотические колебания около некоторых положений равновесия и через некоторое время меняются местами с соседями. Эти скачки объясняют текучесть жидкостей.

Твёрдое тело – агрегатное состояние, в котором вещество имеет определённый объём и сохраняет свою форму. В твёрдых телах расстояния между частицами сравнимы с размерами частиц, но меньше, чем у жидкостей, поэтому силы взаимодействия частиц огромны, что и позволяет веществу сохранять форму. Потенциальная энергия взаимодействия частиц больше их кинетической энергией, поэтому в твёрдых телах наблюдается упорядоченное расположение частиц, называемое кристаллической решёткой. Частицы твёрдых тел совершают хаотические колебания около положения равновесия (узла кристаллической решётки) и очень редко меняются местами с соседями. Кристаллы обладают характерным свойством – анизотропией – зависимостью физических свойств от выбора направления в кристалле.

Тепловое движение атомов и молекул вещества

Тепловое движение атомов и молекул вещества – непрерывное и хаотичное движение частиц вещества, интенсивность которого возрастает с ростом температуры. Это явление входит в основные положения теории строения вещества и подтверждается диффузией и броуновским движением.

Броуновское движение

Б роуновское движение – тепловое непрерывное хаотичное движение малых твёрдых тел, находящихся в жидкой или газообразной среде во взвешенном состоянии (действие силы тяжести не оказывает заметного влияния на движение тела).

Причиной броуновского движения является нескомпенсированное действие на малое тело частиц среды (молекул или атомов) вследствие их непрерывного и хаотичного движения. В результате ударов частиц среды броуновская частица совершает движение по сложной ломаной линии. Закономерности броуновского движения:

1) протекает неограниченно долго без каких-либо видимых изменений;

2) зависит от размеров, формы и массы броуновской частицы;

3) возрастает с ростом температуры среды.

Броуновское движение является прямым доказательством основных положений теории строения вещества.