4.Плазменное состояние веществ

Плазменное состояние вещества образуется при очень высоких температурах (10⁴ К и выше). При таких условиях в веществе происходит диссоциация молекул с образованием положительно заряженных ионов и свободных электронов, т.е. происходит частичное или полное разрушение электронных оболочек атомов. Плазму можно характеризовать как особое состояние вещества, обладающее высокой электропроводностью и другими специфическими свойствами. В плазменном состоянии движение частиц вещества является наиболее хаотичным.

Поскольку плазма образуется при весьма высоких температурах, при которых вещество превращается в смесь ионов и электронов, вещество в плазменном состоянии находится во многих космических телах, в которых поддерживаются высокие температуры при термоядерном синтезе и т.д. Плазма может быть получена в искусственных условиях под воздействием высоких энергий в аппаратах, называемых плазмотронами. Существует также понятие низкотемпературной слабоионизированной плазмы (содержащей ионы, электроны и нейтральные атомы), которая образуется при дуговом или тлеющем разряде при электронной или ионной бомбардировке молекул газов в вакууме и т.д. Характерной особенностью плазмы является высокий энергетический уровень ее частиц, что позволяет проводить в плазме химические реакции, требующие подвода высоких энергий. Плазма подчиняется газовым законам, но основное отличие ее от обычных газов проявляется при воздействии электрических и магнитных полей. Вторая особенность плазмы состоит в том, что несмотря на общую электронейтральность, она часто оказывается неоднородной по отношению к внутреннему распределению зарядов и в ней легко возникают колебательные движения зарядов, в результате чего плазма становится источником электромагнитных колебаний.

5.Твердре состояние веществ

Твердым называют вещество, имеющее определенную и неизменную форму и оказывающее сопротивление любому внешнему воздействию, направленному на изменение этой формы. У таких веществ степень хаотизации структурных единиц минимальна. Все твердые вещества можно разделить на кристаллические, форма которых обусловлена их внутренним строением, и аморфные или квазитвердые, которые можно рассматривать как жидкости с бесконечно большой вязкостью. Свойства кристаллических и аморфных твердых веществ также различны.

Твердые кристаллические вещества характеризуются определенным дальним порядком расположения атомов, молекул, ионов, что приводит к образованию кристаллических решеток, т.е. трехмерных периодичных структур по всему объему твердого тела. Для них характерна анизотропия свойств – некоторые свойства по различным направлениям неодинаковы. Например, для кристаллических веществ наблюдается анизотропия механических, теплофизических, электрофизических, оптических и др. свойств. Кроме того, кристаллы имеют обычно геометрическую форму, ограниченную определенными кристаллическими плоскостями. Кристаллические вещества также имеют определенную температуру плавления. В отличие от них аморфные вещества такой температуры не имеют, которые при нагревании в определенном диапазоне температур постепенно размягчаются, пока не перейдут в жидкое состояние. Поэтому аморфные вещества принято рассматривать как переохлажденные жидкости, находящиеся в неустойчивом состоянии. Термодинамически большинство веществ стремится перейти из аморфного состояния в кристаллическое. Однако такой переход при умеренных температурах практически не возможен или протекает крайне медленно вследствие большой вязкости твердых тел. Для аморфных веществ характерна изотропия – т.е. все их свойства в различных направлениях одинаковы. Большинство аморфных веществ можно получить в кристаллической форме, и наоборот кристаллические – в аморфной форме. Поэтому будет правильным говорить не о кристаллических и аморфных веществах, а о кристаллическом и аморфном состоянии веществ. Поскольку подавляющее большинство твердых тел находится в кристаллическом состоянии, дальше мы будем рассматривать именно это состояние. Для некоторых веществ не все три агрегатных состояния возможны. Например, CaCO₃ практически невозможно получить в жидком или газообразном состоянии, поскольку при нагревании это вещество разлагается с образованием CaO и СО₂. Для некоторых веществ существуют условия, при которых они могут находиться одновременно в 2-х или трех состояниях. Например вода при 0,0098С и давлении 4,579 мм.рт.ст. (518,9 Па) находится в устойчивом равновесии в трех состояниях ‑ льда, жидкости и пара.