АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ

 

АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ веще­ства (от лат. aggrego - присоединяю, связываю), состояния одного и того же вещества, переходы между которыми со­провождаются скачкообразным изме­нением его свободной энергии, энтро­пии, плотности и других физических свойств. Все вещества (за некоторым исключением) могут существовать в трёх агрегатных состояниях - твёрдом, жидком и газообразном. Так, вода при норм. давлении р=101325 Па=760 мм рт. ст. и при темпре T=0°C кристаллизуется в лёд, а при 100°С ки­пит и превращается в пар. Четвёртым агрегатным состоянием вещества часто считают плазму.  Агрегатное состояние веществава зависит от физических условий, в которых оно находится, главным обробразом от T и р. Определяющей величиной является от­ношение e(Т, p) средней потенциальной энергии взаимодействия молекул к их средней кинетической энергии. Так, для твердых тел e(Т, р)>>1, для газов e(Т, р)<<1, а для жидко­стей e(Т, р)~1. Переход из одного агрегатного состояния в другое сопровождается скач­кообразным изменением e(T, р), связанным со скачкообразным изме­нением межмолекулярного расстояний и межмолекулярных взаимодействий. В газах межмолекулярные рас­стояния велики, молекулы почти не взаимодействуют друг с другом и движутся практически свободно, за­полняя весь объём. В жидкостях и твердых телах - конденсирован­ных средах - молекулы (атомы) расположены значительно ближе друг к другу и взаимодействуют сильнее. Это приводит к сохранению жидкостя­ми и твердыми телами своего объёма. Однако характер движения молекул в твердых телах и жидкостях различен, чем и объясняется различие их структуры и свойств. У твердых тел в кристалическом состоянии атомы совершают лишь колебания вблизи узлов кристалической решётки; структура этих тел характеризуется высокой сте­пенью упорядоченности - дальним и ближним порядком. Тепловое движе­ние молекул (атомов) жидкости пред­ставляет собой сочетание малых коле­баний около положений равновесия и частых перескоков из одного поло­жения равновесия в другое. Послед­ние и обусловливают существование в жидкостях лишь ближнего порядка в расположении частиц, а также свойст­венные им подвижность и текучесть. В отличие от других агрегатных состояний плазма пред­ставляет собой газ заряженных частиц (ионов, электронов), которые электрически взаимо­действуют друг с другом на больших расстояниях. Это определяет ряд свое­образных свойств плазмы. Переходы из более упорядоченного по структуре агрегатного состояния в менее упорядочен­ное могут происходить не только при определённых температуре и давлении (см. Плавление, Кипение), но и непрерывно (см. Фазовый переход). Возможность непрерывных переходов указывает на некоторую условность выделения агрегатных состояний вещества. Это подтверждается существова­нием аморфных твердых тел, сохраняющих структуру жидкости (см. Аморфное состояние), неских видов кристалического состоя­ния у некоторых веществ (см. Полиморфизм), жидких кристаллов, существованием у полимеров особого высокоэластичного состояния, промежуточного между стеклообразным и жидким, и др. В связи с этим в современной физике вместо понятия агрегатного состояния пользуются более широким поня­тием - фазы.