Глава 5. Состояние вещества

В зависимости от ха­рактера взаимодействия частиц, образующих вещество, различают четыре агрегатных состояния: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Жидкости имеют промежуточную природу между твер­дыми веществами и газами.

В жидком состоянии могут находиться соединения с металли­ческими, ионными и ковалентными связями; в качестве соответст­вующих примеров назовем ртуть, расплав хлорида натрия и бензол. Сжимаемость жидкостей очень мала и поэтому требуются очень вы­сокие давления для того, чтобы заметно сжать жидкость.

В твердом состоянии при обычных условиях находятся почти все вещества с металлическими или ионными связями; вещества с ковалентными связями могут быть в любом агрегатном состоянии. Большинство твердых тел, в свою очередь, подразделяют на кри­сталлические (их подавляющее большинство) и аморфные. Кри­сталлическое состояние характеризуется строго упорядоченной структурой; аморфные вещества не образуют правильной геометрической структуры, представляя собой структуры неупорядоченно располо­женных молекул. В отличие от кристаллических веществ, имеющих вполне определенную температуру плавления, аморфные вещества плавятся в широком интервале температур. При нагревании они по­степенно размягчаются, затем начинают растекаться и, наконец, становятся жидкими (стекла, смолы, большинство полимеров).

Большинство газов – вещества с ковалентными связями. Наиболее характерным свойством газов является их сжимаемость и спо­собность расширяться; газы не имеют собственного объе­ма.

Плазма – динамическая система беспрерывно перемещаю­щихся атомов, электронов, положительных ионов, атомных ядер с протеканием процессов ионизации и рекомбинации атомов и ионов. Плазма возникает при нагревании вещества до очень высоких температур.

Единицы измерения температуры Т, давления р и объема V.

При измерении температуры чаще всего используются две шкалы. Абсолютная шкала температур использует в качестве единицы из­мерения кельвин (К). В абсолютной шкале нулевая точка (0 К) назы­вается абсолютным нулем. Температурная шкала Цельсия не является абсолютной шкалой, поскольку в ней существуют отрицательные значения температуры. Перевод температуры из шкалы Цельсия в абсолютную шкалу производится добавлением к первой числа 273,15.

В СИ единицей давления является паскаль (Па), который опреде­ляется как давление, создаваемое силой в один ньютон, действую­щей перпендикулярно поверхности площадью в 1 м² (1 Па = 1 Н/м²). Наряду с паскалем до настоящего времени часто используется вне­системная единица измерения давления – атмосфера (атм.). Давле­ние, равное 1 атм, создает земная атмосфера на уровне моря при температуре 0° С, поддерживая столбик ртути высотой 760 мм; по­этому давление выражают также в миллиметрах ртутного столба. (мм. рт. ст.).

Взаимосвязь всех трех единиц измерения давления следующая:

760 мм. рт. ст. = 1 атм = 101325 Па ≈ 101,3 кПа.

Единицей объема в СИ является кубический метр (м³), а производ­ными единицами – см³ и дм³. Один литр равен 1 дм³ (1 л = 1 дм³); со­ответственно 1 м³ = 10³ дм³ = 10³ л, 1 л = 10³ см³.