Аливаа бодис нь молекулуудаас бүрдэх ба түүний физик шинж чанар нь молекулуудын дараалал, бие биетэйгээ хэрхэн харьцахаас хамаардаг. IN энгийн амьдралБид материйн хатуу, шингэн, хий гэсэн гурван нийлмэл төлөвийг ажиглаж байна.

Жишээлбэл, ус хатуу (мөс), шингэн (ус) болон хийн (уур) төлөвт байж болно.

Хийтүүнд хуваарилагдсан эзлэхүүнийг бүхэлд нь дүүргэх хүртэл өргөсдөг. Хэрэв бид хийг молекулын түвшинд авч үзвэл молекулууд санамсаргүй байдлаар гүйж, бие биетэйгээ болон савны ханатай мөргөлдөж байгааг харах болно, гэхдээ тэдгээр нь бие биетэйгээ бараг харьцдаггүй. Хэрэв та савны эзэлхүүнийг нэмэгдүүлэх эсвэл багасгах юм бол молекулууд шинэ эзлэхүүнд жигд тархах болно.

Өгөгдсөн температурт хийнээс ялгаатай нь энэ нь тогтмол эзэлхүүнийг эзэлдэг боловч дүүргэсэн сав хэлбэртэй байдаг - гэхдээ зөвхөн гадаргуугийн түвшнээс доогуур байдаг. Молекулын түвшинд шингэнийг хамгийн хялбараар төсөөлөх арга бол бөмбөрцөг хэлбэртэй молекулууд бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо нягт холбоотой боловч саванд хийсэн дугуй бөмбөлгүүдийг шиг бие биенээ тойрон эргэлдэх эрх чөлөөтэй байдаг. Шингэнийг саванд хийнэ - молекулууд хурдан тархаж, савны эзэлхүүний доод хэсгийг дүүргэх бөгөөд үүний үр дүнд шингэн нь хэлбэрээ авах боловч савны бүрэн хэмжээгээр тархахгүй.

Хатууөөрийн гэсэн хэлбэртэй, савны эзэлхүүнээр тархдаггүймөн түүний хэлбэрийг авдаггүй. Микроскопийн түвшинд атомууд бие биетэйгээ химийн холбоогоор холбогдож, бие биетэйгээ харьцуулахад байрлал нь тогтмол байдаг. Үүний зэрэгцээ тэдгээр нь хатуу эмх цэгцтэй бүтэц - болор тор, санамсаргүй овоо - аморф биетүүдийг хоёуланг нь үүсгэж болно (энэ нь аяганд орооцолдсон, наалдамхай гоймон шиг харагддаг полимерүүдийн бүтэц юм).

Материйн гурван сонгодог агрегат төлөвийг дээр дурдсан. Гэсэн хэдий ч физикчид агрегат гэж ангилах хандлагатай байдаг дөрөв дэх төлөв байдаг. Энэ бол плазмын төлөв юм. Плазм нь атомын тойрог замаас электронуудыг хэсэгчлэн эсвэл бүрмөсөн салгаснаар тодорхойлогддог бол чөлөөт электронууд нь өөрөө бодисын дотор үлддэг.

Байгаль дахь материйн нэгдсэн төлөвийн өөрчлөлтийг бид өөрсдийн нүдээр харж болно. Усны биетийн гадаргуугаас ус ууршиж, үүл үүсдэг. Тиймээс шингэн нь хий болж хувирдаг. Өвлийн улиралд усан сан дахь ус хөлдөж, хатуу төлөвт хувирч, хавар дахин хайлж, шингэн болж хувирдаг. Бодис нэг төлөвөөс нөгөөд шилжихэд молекулуудад юу тохиолддог вэ? Тэд өөрчлөгдөж байна уу? Жишээлбэл, мөсний молекулууд уурын молекулуудаас ялгаатай юу? Хариулт нь тодорхойгүй: үгүй. Молекулууд яг ижил хэвээр байна. Тэдний кинетик энерги, үүний дагуу бодисын шинж чанар өөрчлөгддөг.

Уурын молекулуудын энерги нь бие биенээсээ нисэх хангалттай өндөр байдаг өөр өөр талууд, мөн хөргөх үед уур нь шингэн болж өтгөрөх ба молекулууд нь бараг чөлөөтэй хөдөлгөөнд хангалттай энергитэй хэвээр байгаа боловч бусад молекулуудын таталцлаас салж, нисэхэд хангалттай биш юм. Цаашид хөргөхөд ус хөлдөж, хатуу биет болж, молекулуудын энерги нь бие дотор чөлөөтэй хөдөлгөөн хийхэд ч хүрэлцэхгүй болно. Тэд бусад молекулуудын татах хүчний нөлөөгөөр нэг газар орчим хэлбэлздэг.

Хамгийн өргөн тархсан мэдлэг бол нэгтгэх гурван төлөвийн тухай юм: шингэн, хатуу, хий, заримдаа тэд сийвэнгийн талаар боддог, ихэвчлэн шингэн болор. Сүүлийн үедАлдарт () Стивен Фрайгаас авсан материйн 17 фазын жагсаалт интернетээр тархжээ. Тиймээс бид тэдгээрийн талаар илүү дэлгэрэнгүй ярих болно, учир нь. Орчлон ертөнцөд болж буй үйл явцыг илүү сайн ойлгохын тулд материйн талаар бага зэрэг мэдэх хэрэгтэй.

Доор өгөгдсөн бодисын нэгдсэн төлөвүүдийн жагсаалт нь хамгийн хүйтэн төлөвөөс хамгийн халуун хүртэл нэмэгддэг. үргэлжлүүлж болно. Үүний зэрэгцээ хийн төлөвөөс (№ 11) жагсаалтын хоёр талд хамгийн "өргөжсөн" нь бодисын шахалтын зэрэг, түүний даралтыг (ийм судлагдаагүй байгаа зарим тайлбартай) ойлгох хэрэгтэй. квант, туяа, сул тэгш хэмтэй гэх мэт таамаглалын төлөвүүд нэмэгдэнэ.Текстийн дараа материйн фазын шилжилтийн харааны графикийг үзүүлэв.

1. Квант- температур үнэмлэхүй тэг хүртэл буурах үед үүссэн бодисын нэгдлийн төлөв, үүний үр дүнд дотоод холбоо алга болж, бодис чөлөөт кваркууд болж сүйрдэг.

2. Бозе-Эйнштейний конденсат- үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт (үнэмлэхүй тэгээс дээш градусын саяны нэгээс бага) хөргөсөн бозонууд дээр суурилдаг бодисын нэгдсэн төлөв. Ийм хүчтэй хөргөлттэй төлөвт хангалттай олон тооны атомууд хамгийн бага боломжит квант төлөвт ордог бөгөөд квант нөлөө нь макроскопийн түвшинд илэрч эхэлдэг. Бозе-Эйнштейний конденсат (ихэвчлэн "Босе конденсат" эсвэл зүгээр л "буцах" гэж нэрлэдэг) нь химийн элементийг маш бага температурт (ихэвчлэн үнэмлэхүй тэгээс дээш, хасах 273 хэм) хөргөх үед үүсдэг. , онолын температур юм бүх зүйл хөдлөхөө больдог).
Эндээс л хачирхалтай зүйлс гарч эхэлдэг. Ердийн үед зөвхөн атомын түвшинд ажиглагдах процессууд одоо энгийн нүдээр ажиглахад хангалттай хэмжээний масштабаар явагддаг. Жишээлбэл, хэрэв та шилэн аяганд "нуруу" байрлуулж, хүссэн температурыг хангавал бодис нь хана руу мөлхөж, эцэст нь өөрөө гарах болно.
Энд бид материйн өөрийн энергийг бууруулах гэсэн дэмий оролдлоготой (энэ нь аль хэдийн бүх боломжит түвшний хамгийн доод түвшинд байгаа) тулгарч байгаа бололтой.
Хөргөх төхөөрөмж ашиглан атомуудыг удаашруулах нь Bose конденсат буюу Bose-Einstein гэгддэг цорын ганц квант төлөвийг үүсгэдэг. Энэ үзэгдлийг 1925 онд А.Эйнштейн урьдчилан таамаглаж байсан бөгөөд С.Босегийн массгүй фотоноос масстай атом хүртэл тоосонцоруудад зориулсан статистик механикийг бий болгосон (Алдагдсан гэж үзсэн Эйнштейний гар бичмэл) 2005 онд Лейдений их сургуулийн номын сангаас олдсон). Бозон, Эйнштейний хүчин чармайлтын үр дүнд Боз-Эйнштейний статистикийг дагаж мөрддөг хийн тухай Bose үзэл баримтлал бий болсон бөгөөд энэ нь бозон гэж нэрлэгддэг бүхэл спиралтай ижил хэсгүүдийн статистик тархалтыг тодорхойлдог. Жишээлбэл, бие даасан энгийн бөөмс - фотон ба бүхэл атомууд болох бозонууд нь ижил квант төлөвт бие биетэйгээ байж болно. Эйнштейн атом-бозонуудыг маш бага температурт хөргөх нь тэдгээрийг хамгийн бага квант төлөвт шилжүүлэхэд хүргэдэг гэж санал болгосон. Энэ конденсац нь үүснэ шинэ хэлбэрбодисууд.
Энэ шилжилт нь дотоод эрх чөлөөний зэрэггүй харилцан үйлчлэлгүй хэсгүүдээс бүрдэх нэгэн төрлийн гурван хэмжээст хийн хувьд эгзэгтэй температурын доор явагддаг.

3. Фермионы конденсат- дэвсгэртэй төстэй боловч бүтцийн хувьд ялгаатай бодисын нэгдлийн төлөв. Үнэмлэхүй тэг рүү ойртох үед атомууд өөрсдийн өнцгийн импульсийн хэмжээнээс хамааран өөр өөр үйлдэл хийдэг. Бозонууд бүхэл тоотой, харин фермионууд нь 1/2 (1/2, 3/2, 5/2)-ийн үржвэртэй байдаг. Фермионууд хоёр фермион ижил квант төлөвтэй байж болохгүй гэсэн Паули хасах зарчмыг баримталдаг. Бозонуудын хувьд ийм хориг байдаггүй тул тэдгээр нь нэг квант төлөвт оршин тогтнох боломжтой бөгөөд ингэснээр Бозе-Эйнштейний конденсат гэж нэрлэгддэг. Энэхүү конденсат үүсэх үйл явц нь хэт дамжуулагч төлөвт шилжих үүрэгтэй.
Электронууд нь 1/2 спинтэй тул фермионууд юм. Тэд хосууд болон (Күүперийн хос гэж нэрлэгддэг) нэгдэж, дараа нь Bose конденсат үүсгэдэг.
Америкийн эрдэмтэд гүн хөргөх замаар фермионы атомаас нэг төрлийн молекул гаргаж авахыг оролдсон. Жинхэнэ молекулуудаас ялгаатай нь атомуудын хооронд химийн холбоо байхгүй байсан - тэд зүгээр л харилцан уялдаатай байдлаар хөдөлдөг байв. Атомуудын хоорондын холбоо нь Куперийн хос электронуудын хоорондох холбооноос ч илүү хүчтэй болсон. Үүссэн хос фермионы хувьд нийт эргэлт нь 1/2-ийн үржвэр байхаа больсон тул тэдгээр нь бозон шиг аашилж, нэг квант төлөвтэй Bose конденсат үүсгэж чаддаг. Туршилтын явцад кали-40 атомын хийг 300 нанокельвин хүртэл хөргөж, харин хий нь оптик урхи гэж нэрлэгддэг зүйлд хаалттай байв. Дараа нь гадны соронзон орон хэрэглэж, түүний тусламжтайгаар атомуудын харилцан үйлчлэлийн мөн чанарыг өөрчлөх боломжтой болсон - хүчтэй түлхэлтийн оронд хүчтэй таталцал ажиглагдаж эхлэв. Соронзон орны нөлөөнд дүн шинжилгээ хийхдээ атомууд Куперийн хос электрон шиг ажиллаж эхэлсэн ийм утгыг олох боломжтой байв. Туршилтын дараагийн шатанд эрдэмтэд фермион конденсатад хэт дамжуулалтын үр нөлөөг олж авахыг санал болгож байна.

4. Хэт шингэн бодис- бодис нь зуурамтгай чанаргүй, урсах явцад үрэлт үүсгэдэггүй байдал. хатуу гадаргуу. Үүний үр дагавар нь жишээлбэл, сонирхолтой нөлөө, таталцлын эсрэг хана дагуу савнаас хэт шингэн гелий бүрэн аяндаа "мөлхөж" гарч ирдэг. Энд мэдээж эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийг зөрчсөн зүйл байхгүй. Үрэлтийн хүч байхгүй тохиолдолд зөвхөн таталцлын хүч л гелий, гелий ба савны хана хоорондын атом хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч, гелийн атомуудын хооронд ажилладаг. Тиймээс атом хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч нь бусад бүх хүчнээс давж гардаг. Үүний үр дүнд гели нь боломжтой бүх гадаргуу дээр аль болох их тархах хандлагатай байдаг тул хөлөг онгоцны хана дагуу "аялдаг". 1938 онд Зөвлөлтийн эрдэмтэн Петр Капица гелий нь хэт шингэн төлөвт байж болохыг баталжээ.
Гелийн олон ер бусын шинж чанарууд нэлээд удаан хугацаанд мэдэгдэж байсныг тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд энэхүү химийн элемент биднийг сонирхолтой, гэнэтийн нөлөөгөөр "муухайлж" байна. Тиймээс 2004 онд Пенсильванийн Их Сургуулийн Мозес Чан, Юн-Сёнг Ким нарыг сонирхож байжээ. шинжлэх ухааны ертөнцТэд цоо шинэ гели буюу хэт шингэн хатуу төлөвийг олж авч чадсан гэж мэдэгджээ. Энэ төлөвт болор торны зарим гелийн атомууд бусдын эргэн тойронд урсаж, гелий өөрөө дамжин урсаж болно. "Хэт хатуулаг"-ын нөлөөг 1969 онд онолын хувьд урьдчилан таамаглаж байсан. Мөн 2004 онд - туршилтын баталгаа юм шиг. Гэсэн хэдий ч хожим нь маш сонирхолтой туршилтууд нь бүх зүйл тийм ч энгийн биш гэдгийг харуулсан бөгөөд магадгүй хатуу гелигийн хэт шингэнийг урьд өмнө авч байсан үзэгдлийн ийм тайлбар нь буруу байж магадгүй юм.
АНУ-ын Браун их сургуулийн Хамфри Марис тэргүүтэй эрдэмтдийн хийсэн туршилт энгийн бөгөөд дэгжин байжээ. Эрдэмтэд шингэн гелий бүхий битүү сав болгон эргүүлсэн туршилтын хоолойг байрлуулжээ. Туршилтын хоолой болон саванд байгаа гелийн нэг хэсэг нь хөлдсөн тул туршилтын хоолой доторх шингэн ба хатуу хоёрын хоорондох хил нь савныхаас өндөр байв. Өөрөөр хэлбэл, туршилтын хоолойн дээд хэсэгт шингэн гели, доод хэсэгт нь хатуу гели байсан бөгөөд энэ нь савны хатуу үе рүү жигд шилжиж, дээр нь бага зэрэг шингэн гели асгасан - шингэний түвшнээс доогуур байв. туршилтын хоолойд. Хэрэв шингэн гели нь хатуугаар нэвчиж эхэлбэл түвшний зөрүү буурч, хатуу хэт шингэн гелий гэж хэлж болно. Мөн зарчмын хувьд 13 туршилтын 3-т нь түвшний зөрүү буурсан байна.

5. Хэт хатуу бодис- бодис нь тунгалаг бөгөөд шингэн шиг "урсдаг" боловч үнэн хэрэгтээ зуурамтгай чанаргүй байдаг нэгтгэлийн төлөв. Ийм шингэнийг олон жилийн турш мэддэг бөгөөд хэт шингэн гэж нэрлэдэг. Үнэн хэрэгтээ хэрэв хэт шингэнийг хутгавал энэ нь бараг үүрд эргэлдэж, хэвийн шингэн нь эцэстээ тайвширдаг. Эхний хоёр хэт шингэнийг судлаачид гелий-4 ба гели-3 ашиглан бүтээжээ. Тэд бараг үнэмлэхүй тэг хүртэл - хасах 273 хэм хүртэл хөргөсөн. Америкийн эрдэмтэд гелий-4-ээс хэт хатуу биетэй болж чаджээ. Тэд хөлдөөсөн гелийг даралтаар 60 гаруй удаа шахаж, дараа нь бодисоор дүүргэсэн шилийг эргэдэг диск дээр суурилуулсан. Цельсийн 0.175 хэмийн температурт диск гэнэт илүү чөлөөтэй эргэлдэж эхэлсэн нь эрдэмтдийн үзэж байгаагаар гелий супер биет болсныг харуулж байна.

6. Хатуу- тэнцвэрийн байрлалын эргэн тойронд жижиг чичиргээ үүсгэдэг атомын дулааны хөдөлгөөний хэлбэр, шинж чанараар тодорхойлогддог бодисын нэгдлийн төлөв байдал. Хатуу бодисын тогтвортой байдал нь талст юм. Атомуудын хоорондох ион, ковалент, металл болон бусад төрлийн холбоо бүхий хатуу биетүүдийг ялгах нь тэдний физик шинж чанарын олон янз байдлыг тодорхойлдог. Хатуу бодисын цахилгаан болон бусад шинж чанарууд нь түүний атомуудын гадаад электронуудын хөдөлгөөний шинж чанараар тодорхойлогддог. Цахилгаан шинж чанараараа хатуу биетийг диэлектрик, хагас дамжуулагч, металл, соронзон шинж чанараар нь диамагнет, парамагнет, эмх цэгцтэй соронзон бүтэцтэй биет гэж хуваадаг. Хатуу биетүүдийн шинж чанарыг судлах нь технологийн хэрэгцээ шаардлагаас үүдэн хөгжихөд түлхэц болж буй хатуу биетийн физикийн томоохон салбар болж нэгдсэн.

7. Аморф хатуу- атом ба молекулуудын эмх замбараагүй зохион байгуулалтаас болж физик шинж чанарын изотропоор тодорхойлогддог бодисын нэгдлийн хураангуй төлөв. Аморф хатуу биетүүдэд атомууд санамсаргүй байрлалтай цэгүүдийн эргэн тойронд чичирдэг. Кристал төлөвөөс ялгаатай нь хатуу аморфаас шингэн рүү шилжих шилжилт аажмаар явагддаг. Төрөл бүрийн бодисууд аморф төлөвт байдаг: шил, давирхай, хуванцар гэх мэт.

8. Шингэн болор- энэ нь болор ба шингэний шинж чанарыг нэгэн зэрэг харуулдаг бодисыг нэгтгэх өвөрмөц төлөв юм. Бүх бодисууд шингэн болор төлөвт байж болохгүй гэдгийг бид нэн даруй хийх ёстой. Гэсэн хэдий ч нарийн төвөгтэй молекул бүхий зарим органик бодисууд нь нэгтгэх тодорхой төлөвийг үүсгэдэг - шингэн талст. Энэ төлөв нь тодорхой бодисын талстыг хайлуулах явцад явагддаг. Тэд хайлах үед шингэн-талст фаз үүсдэг бөгөөд энэ нь энгийн шингэнээс ялгаатай. Энэ үе шат нь болор хайлах температураас өндөр температур хүртэл байдаг бөгөөд халах үед шингэн талст энгийн шингэн болж хувирдаг.
Шингэн болор нь шингэн ба энгийн талстаас юугаараа ялгаатай вэ, тэдэнтэй юугаараа төстэй вэ? Энгийн шингэнтэй адил шингэн талст нь шингэн шинж чанартай бөгөөд түүнийг байрлуулсан сав хэлбэртэй байдаг. Энэ нь бүх хүмүүст мэдэгдэж байгаа талстуудаас ялгаатай. Гэсэн хэдий ч шингэнтэй нэгтгэдэг энэ шинж чанарыг үл харгалзан энэ нь талстуудын шинж чанартай байдаг. Энэ бол талстыг бүрдүүлдэг молекулуудын орон зай дахь дараалал юм. Үнэн бол энэ захиалга нь энгийн талстууд шиг бүрэн гүйцэд биш боловч шингэн талстуудын шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг энгийн шингэнээс ялгаж өгдөг. Шингэн болор үүсгэдэг молекулуудын орон зайн бүрэн бус дараалал нь шингэн талстуудад молекулуудын хүндийн төвүүдийн орон зайн зохион байгуулалтад бүрэн дараалал байхгүй байдгаараа илэрдэг, гэхдээ хэсэгчилсэн дараалал байж болно. Энэ нь тэдэнд хатуу болор тор байхгүй гэсэн үг юм. Тиймээс шингэн талстууд нь энгийн шингэн шиг шингэн шинж чанартай байдаг.
Шингэн талстыг энгийн талстуудтай ойртуулдаг зайлшгүй шинж чанар нь молекулуудын орон зайн чиг баримжаатай байх явдал юм. Баримтлалын ийм дараалал нь жишээлбэл, шингэн болор дээж дэх молекулуудын бүх урт тэнхлэгүүд ижил чиг баримжаатай байдагтай холбоотой байж болно. Эдгээр молекулууд нь сунасан хэлбэртэй байх ёстой. Молекулуудын тэнхлэгүүдийн хамгийн энгийн нэрлэгдсэн дарааллаас гадна молекулуудын илүү төвөгтэй чиг баримжаа олгох дарааллыг шингэн талст дотор хийж болно.
Молекулын тэнхлэгүүдийн дарааллын төрлөөс хамааран шингэн талстыг нематик, смектик, холестерол гэж гурван төрөлд хуваадаг.
Шингэн талстуудын физик, тэдгээрийн хэрэглээний талаархи судалгааг одоогоор дэлхийн өндөр хөгжилтэй бүх оронд өргөн хүрээнд явуулж байна. Дотоодын судалгаа нь эрдэм шинжилгээний болон үйлдвэрлэлийн судалгааны байгууллагуудад төвлөрч, эртний уламжлалтай. V.K-ийн бүтээлүүд. Фредерикс В.Н. Цветков. Сүүлийн жилүүдэд шингэн талстыг эрчимтэй судалж, Оросын судлаачид ерөнхийдөө шингэн талстуудын онол, ялангуяа шингэн талстуудын оптикийг хөгжүүлэхэд ихээхэн хувь нэмэр оруулж байна. Тиймээс, I.G-ийн бүтээлүүд. Чистякова, А.П. Капустина, С.А. Бразовский, С.А. Пикина, Л.М. Блинов болон бусад олон Зөвлөлтийн судлаачид шинжлэх ухааны нийгэмлэгт өргөн танигдсан бөгөөд шингэн талстыг хэд хэдэн үр дүнтэй техникийн хэрэглээний үндэс суурь болж өгдөг.
Шингэн талстуудын оршин тогтнох нь маш эрт дээр үеэс, тухайлбал 1888 онд, өөрөөр хэлбэл бараг зуун жилийн өмнө үүссэн. Эрдэмтэд 1888 оноос өмнө материйн ийм байдалтай тулгарч байсан ч хожим нь албан ёсоор нээсэн.
Шингэн талстыг анх нээсэн хүн бол Австрийн ургамал судлаач Рейнцер юм. Түүний нийлэгжүүлсэн шинэ бодис холестерил бензоатыг судалж үзээд 145 хэмийн температурт энэ бодисын талстууд хайлж, гэрлийг хүчтэй тараадаг үүлэрхэг шингэн үүсгэдэг болохыг олж мэдэв. Үргэлжлүүлэн халаахад 179 ° C-ийн температурт хүрэхэд шингэн нь тунгалаг болж, өөрөөр хэлбэл ус гэх мэт энгийн шингэн шиг оптик байдлаар ажиллаж эхэлдэг. Холестерил бензоат нь булингартай үе шатанд гэнэтийн шинж чанарыг харуулсан. Энэ үе шатыг туйлширч буй микроскопоор судалж үзээд Рейнцер хоёр хугаралттай болохыг олж мэдэв. Энэ нь гэрлийн хугарлын илтгэгч, өөрөөр хэлбэл энэ үе дэх гэрлийн хурд нь туйлшралаас хамаарна гэсэн үг юм.

9. Шингэн- хатуу төлөв (эзэлхүүнийг хадгалах, тодорхой суналтын бат бэх) ба хийн төлөв (хэлбэрийн хэлбэлзэл) шинж чанарыг хослуулсан бодисын нэгдлийн төлөв байдал. Шингэн нь бөөмс (молекул, атом) -ын байрлалын богино зайн дараалал, молекулуудын дулааны хөдөлгөөний кинетик энерги ба тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийн бага зэргийн ялгаагаар тодорхойлогддог. Шингэний молекулуудын дулааны хөдөлгөөн нь тэнцвэрийн байрлалыг тойрсон хэлбэлзэл, нэг тэнцвэрийн байрлалаас нөгөөд шилжих харьцангуй ховор үсрэлтүүдээс бүрддэг бөгөөд энэ нь шингэний шингэнтэй холбоотой байдаг.

10. Суперкритик шингэн(GFR) нь шингэн ба хийн фазын ялгаа арилдаг бодисыг нэгтгэх төлөв юм. Чухал цэгээс дээш температур ба даралттай аливаа бодис нь хэт критик шингэн юм. Хэт критик төлөвт байгаа бодисын шинж чанар нь хийн болон шингэний фазын шинж чанаруудын хооронд завсрын шинж чанартай байдаг. Тиймээс SCF нь хий шиг өндөр нягтралтай, шингэнд ойрхон, зуурамтгай чанар багатай байдаг. Энэ тохиолдолд тархалтын коэффициент нь шингэн ба хийн хоорондох завсрын утгатай байна. Хэт критик төлөвт байгаа бодисыг орлуулагч болгон ашиглаж болно органик уусгагчлабораторийн болон үйлдвэрлэлийн процесст . Хэт критик ус ба хэт критик нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь тодорхой шинж чанартай холбоотой хамгийн их сонирхол, тархалтыг хүлээн авсан.
Суперкритик төлөвийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг бол бодисыг уусгах чадвар юм. Шингэний температур эсвэл даралтыг өөрчилснөөр түүний шинж чанарыг өргөн хүрээнд өөрчилж болно. Тиймээс шинж чанар нь шингэн эсвэл хийтэй ойролцоо шингэнийг олж авах боломжтой. Тиймээс шингэний уусах чадвар нь нягтрал нэмэгдэх тусам (тогтмол температурт) нэмэгддэг. Даралт ихсэх тусам нягтрал нэмэгддэг тул даралтыг өөрчлөх нь шингэний уусах чадварт (тогтмол температурт) нөлөөлж болно. Температурын хувьд шингэний шинж чанараас хамаарах хамаарал нь арай илүү төвөгтэй байдаг - тогтмол нягттай үед шингэний уусах чадвар нэмэгддэг боловч эгзэгтэй цэгийн ойролцоо температур бага зэрэг нэмэгдэх нь нягтрал огцом буурахад хүргэдэг. ба үүний дагуу татан буулгах хүч. Хэт критик шингэнүүд хоорондоо тодорхойгүй хугацаанд холилддог тул хольцын эгзэгтэй цэгт хүрэхэд систем нь үргэлж нэг фазтай байх болно. Хоёртын хольцын ойролцоох критик температурыг Tc(mix) = (A-ийн моль фракц) x TcA + (В-ийн моль фракц) x TcB бодисын чухал параметрүүдийн арифметик дундажаар тооцоолж болно.

11. Хийн- (Францын газ, Грек хэлнээс эмх замбараагүй байдал - эмх замбараагүй байдал), түүний бөөмс (молекул, атом, ион) -ын дулааны хөдөлгөөний кинетик энерги нь тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн боломжит энергиээс ихээхэн давж, улмаар бөөмсийн нийт төлөв. чөлөөтэй хөдөлж, гаднах талбар байхгүй тохиолдолд тэдэнд өгсөн эзлэхүүнийг бүхэлд нь жигд дүүргэнэ.

12. Плазма- (Грек хэлнээс плазмаас - цутгасан, хэлбэртэй), эерэг ба сөрөг цэнэгийн концентраци нь тэнцүү (багас төвийг сахисан) ионжсон хий болох бодисын төлөв байдал. Орчлон ертөнц дэх материйн дийлэнх нь плазмын төлөвт байдаг: одод, галактикийн мананцар, од хоорондын орчин. Дэлхийн ойролцоо плазм нь хэлбэрээр байдаг нарны салхи, соронзон мандал ба ионосфер. Дейтери ба тритий холимогоос өндөр температурт плазмыг (T ~ 106 - 108 K) хяналттай болгох зорилгоор судалж байна. термоядролын нэгдэл. Бага температурт плазмыг (T Ј 105K) янз бүрийн хий ялгаруулах төхөөрөмжид (хийн лазер, ион төхөөрөмж, MHD генераторууд, плазмын бамбарууд, плазмын хөдөлгүүрүүд гэх мэт), түүнчлэн технологид (плазмын металлурги, Плазмын өрөмдлөг, Плазмын технологийг үзнэ үү).

13. Муухай бодис- плазм ба нейтронийн хоорондох завсрын үе шат юм. Энэ нь цагаан одойд ажиглагддаг бөгөөд оддын хувьсалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Атомууд хэт өндөр температур, даралтын нөхцөлд байх үед тэд электроноо алддаг (тэд электрон хий рүү ордог). Өөрөөр хэлбэл, тэдгээр нь бүрэн ионжсон (плазм) юм. Ийм хийн даралтыг (плазмын) электрон даралтаар тодорхойлно. Хэрэв нягтрал нь маш өндөр байвал бүх бөөмс бие биедээ ойртохоос өөр аргагүй болдог. Электронууд тодорхой энергитэй төлөвт байж болох ба хоёр электрон ижил энергитэй байж болохгүй (хэрэв тэдний спин нь эсрэгээрээ). Тиймээс өтгөн хийд энергийн бүх доод түвшин электроноор дүүрдэг. Ийм хий нь доройтсон гэж нэрлэгддэг. Энэ төлөвт электронууд таталцлын хүчийг эсэргүүцэх электрон даралтыг харуулдаг.

14. Нейтроний- бодис хэтэрсэн үед нэгдэх төлөв өндөр даралт, лабораторид хараахан хүрэх боломжгүй, гэхдээ нейтрон оддын дотор байдаг. Нейтроны төлөвт шилжих үед бодисын электронууд протонтой харилцан үйлчилж, нейтрон болж хувирдаг. Үүний үр дүнд нейтроны төлөвт байгаа бодис нь бүхэлдээ нейтроноос бүрдэх ба цөмийн дарааллын нягтралтай байдаг. Энэ тохиолдолд бодисын температур хэт өндөр байх ёсгүй (энергийн эквивалент нь зуун МэВ-ээс ихгүй).
Температурын хүчтэй өсөлт (хэдэн зуун МэВ ба түүнээс дээш) нейтроны төлөвт янз бүрийн мезонууд үүсч, устаж эхэлдэг. Температурын цаашдын өсөлтөөр тусгаарлалт үүсч, бодис нь кварк-глюоны плазмын төлөвт шилждэг. Энэ нь адронуудаас бүрдэхээ больсон, харин байнга төрж, алга болдог кварк, глюонуудаас бүрддэг.

15. Кварк-глюоны плазм(хромоплазм) - өндөр энергийн физик, физикийн бодисын нэгдсэн төлөв энгийн бөөмс, энэ үед адроник бодис нь энгийн плазмд электрон болон ионууд байдагтай төстэй төлөвт шилждэг.
Адрон дахь бодис нь ихэвчлэн өнгөгүй ("цагаан") төлөвт байдаг. Өөрөөр хэлбэл өөр өөр өнгийн кваркууд бие биенээ нөхдөг. Үүнтэй төстэй төлөв энгийн бодист байдаг - бүх атомууд цахилгааны хувьд саармаг байх үед, өөрөөр хэлбэл,
Тэдгээрийн эерэг цэнэгийг сөрөг цэнэгүүдээр нөхдөг. Өндөр температурт атомын иончлол үүсч, цэнэгүүд нь салж, бодис нь тэдний хэлснээр "багас төвийг сахисан" болдог. Өөрөөр хэлбэл, материйн үүл бүхэлдээ төвийг сахисан хэвээр байх бөгөөд түүний бие даасан хэсгүүд нь төвийг сахихаа болино. Хадрон бодистой ижил зүйл тохиолдож магадгүй - маш өндөр энергитэй үед өнгө ялгарч, бодисыг "хагас өнгөгүй" болгодог.
Орчлон ертөнцийн матери Их тэсрэлтийн дараах эхний мөчүүдэд кварк-глюоны плазмын төлөвт байсан гэж таамаглаж байна. Одоо кварк-глюоны плазмыг маш өндөр энергитэй хэсгүүдийн мөргөлдөөнд богино хугацаанд үүсгэж болно.
Кварк-глюоны плазмыг 2005 онд Брукхавен үндэсний лабораторийн RHIC хурдасгуурт туршилтаар гаргаж авсан. 2010 оны хоёрдугаар сард тэнд плазмын хамгийн их температур 4 их наяд Цельсийн хэмд хүрч байжээ.

16. Хачирхалтай бодис- нягтралын хязгаарт хүрч шахагдсан бодисыг нэгтгэх төлөв, энэ нь "кварк шөл" хэлбэрээр байж болно. Энэ төлөвт байгаа нэг шоо см матер хэдэн тэрбум тонн жинтэй байх болно; Түүнээс гадна, энэ нь холбогдох ямар ч хэвийн бодисыг их хэмжээний энерги ялгаруулж, ижил "хачин" хэлбэрт оруулах болно.
Оддын голын бодисыг "хачин бодис" болгон хувиргах явцад ялгарч болох энерги нь "кварк нова" -ын хэт хүчтэй дэлбэрэлтэд хүргэдэг бөгөөд Лихи, Вайед нарын үзэж байгаагаар энэ нь яг тодорхой байсан юм. Энэ дэлбэрэлтийг одон орон судлаачид 2006 оны есдүгээр сард ажигласан.
Энэ бодис үүсэх үйл явц нь асар том од болж хувирсан энгийн суперновагаас эхэлсэн. Эхний дэлбэрэлтийн үр дүнд нейтрон од үүссэн. Гэвч Лихи, Вайед нарын үзэж байгаагаар энэ нь тийм ч удаан үргэлжилсэнгүй - өөрийн соронзон орны нөлөөгөөр эргэлт нь удааширч байгаа мэт санагдах тусам "хачирхалтай" бөөгнөрөл үүсч, улам бүр багасч эхэлсэн. Энэ нь ердийн суперновагийн дэлбэрэлтээс ч илүү хүчтэй бөгөөд энерги ялгарах ба өмнөх нейтрон одны бодисын гаднах давхарга нь гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтайгаар хүрээлэн буй орон зайд нисдэг.

17. Хүчтэй тэгш хэмтэй бодис- энэ бол доторх бичил хэсгүүд нь бие биенийхээ дээр давхцаж, бие нь өөрөө хар нүх болон нурж унах хүртэл шахагдсан бодис юм. "Тэгш хэм" гэсэн нэр томъёог дараах байдлаар тайлбарлав: Сургуулийн вандан сандал дээрээс хүн бүрт мэдэгдэж байгаа бодисын нэгдсэн төлөвийг авч үзье - хатуу, шингэн, хий. Тодорхой байхын тулд төгс хязгааргүй болорыг хатуу гэж үзье. Энэ нь орчуулгын хувьд тодорхой, салангид тэгш хэмтэй байдаг. Энэ нь болор торыг хоёр атомын хоорондох зайтай тэнцүү зайд шилжүүлбэл түүнд юу ч өөрчлөгдөхгүй - болор нь өөртэйгөө давхцах болно гэсэн үг юм. Хэрэв болор хайлсан бол үүссэн шингэний тэгш хэм өөр байх болно: энэ нь нэмэгдэх болно. Кристалд зөвхөн тодорхой зайд бие биенээсээ алслагдсан цэгүүд буюу ижил атомууд байрладаг болор торны зангилаанууд тэнцүү байв.
Шингэн нь эзлэхүүнээрээ нэгэн төрлийн, бүх цэгүүд нь бие биенээсээ ялгагдахгүй. Энэ нь шингэнийг дурын зайд (болор шиг зарим салангид зайгаар биш) нүүлгэн шилжүүлэх эсвэл дурын өнцгөөр эргүүлэх (энэ нь талстуудад огт боломжгүй) бөгөөд энэ нь өөрөө давхцах болно гэсэн үг юм. Түүний тэгш хэмийн зэрэг нь илүү өндөр байдаг. Хий нь бүр илүү тэгш хэмтэй байдаг: шингэн нь саванд тодорхой эзэлхүүнийг эзэлдэг бөгөөд савны доторх тэгш бус байдал, шингэн байгаа газар, байхгүй цэгүүд байдаг. Нөгөө талаас хий нь түүнд өгсөн бүх эзэлхүүнийг эзэлдэг бөгөөд энэ утгаараа түүний бүх цэгүүд нь бие биенээсээ ялгагдахааргүй байдаг. Гэсэн хэдий ч энд цэгүүдийн тухай биш, харин жижиг, гэхдээ макроскопийн элементүүдийн талаар ярих нь илүү зөв байх болно, учир нь микроскопийн түвшинд ялгаа байсаар байна. Зарим цэгүүдэд Энэ мөчцаг хугацаа атом эсвэл молекултай байдаг бол бусад нь байдаггүй. Тэгш хэм нь зөвхөн дунджаар, макроскопийн эзлэхүүний зарим параметрт эсвэл цаг хугацааны хувьд ажиглагддаг.
Гэвч микроскопийн түвшинд агшин зуурын тэгш хэм байхгүй хэвээр байна. Хэрэв бодисыг маш хүчтэй шахаж, өдөр тутмын амьдралд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй дарамтанд шахаж, атомуудыг буталж, бүрхүүлүүд нь бие биендээ нэвтэрч, цөмүүд нь хүрч эхэлбэл микроскопийн түвшинд тэгш хэм үүснэ. Бүх цөм нь адилхан бөгөөд бие биенийхээ эсрэг дарагдсан, зөвхөн атом хоорондын төдийгүй цөмийн хоорондын зай байдаг бөгөөд бодис нь нэгэн төрлийн (хачин бодис) болдог.
Гэхдээ бас микроскопийн түвшин гэж бий. Цөмүүд нь цөм дотор хөдөлдөг протон ба нейтроноос тогтдог. Тэдний хооронд бас бага зэрэг зай бий. Хэрэв та үргэлжлүүлэн шахаж байгаа тул бөөмүүд нь мөн дарагдсан бол нуклонууд бие биенийхээ эсрэг чанга дарах болно. Дараа нь микроскопийн түвшинд энгийн цөмд ч байхгүй тэгш хэм гарч ирнэ.
Дээр дурдсан зүйлсээс харахад нэлээд тодорхой чиг хандлагыг харж болно: температур өндөр байх тусам илүү их дарамт, бодис илүү тэгш хэмтэй болно. Эдгээр бодолд үндэслэн дээд хэмжээнд шахагдсан бодисыг хүчтэй тэгш хэмтэй гэж нэрлэдэг.

18. Сул тэгш хэмтэй бодис- Хүчтэй, сул, цахилгаан соронзон хүчнүүд нэг супер хүч байх үед, магадгүй Их тэсрэлтийн дараа 10-12 секундын дараа, Планкийн температуртай ойролцоо температурт орчлон ертөнцийн хамгийн эхэн үед байсан шинж чанараараа хүчтэй тэгш хэмтэй материйн эсрэг төлөв байдал. . Энэ төлөвт бодис нь маш их шахагдсан бөгөөд түүний масс нь эрчим хүч болж хувирдаг бөгөөд энэ нь хөөрч эхэлдэг, өөрөөр хэлбэл хязгааргүй тэлж эхэлдэг. Дэлхий дээрх эхэн үеийн ертөнцийг судлахын тулд том адрон коллайдер дээр ийм оролдлого хийсэн ч хуурай газрын нөхцөлд их хүчийг туршилтаар үйлдвэрлэх, матери энэ үе шатанд шилжүүлэх эрчим хүчийг олж авах боломжгүй байна. Энэ бодисыг бүрдүүлдэг супер хүчний бүрэлдэхүүнд таталцлын харилцан үйлчлэл байхгүй тул супер хүч нь бүх 4 төрлийн харилцан үйлчлэлийг агуулсан супер тэгш хэмтэй харьцуулахад хангалттай тэгш хэмтэй биш юм. Тиймээс энэ нэгтгэх төлөв ийм нэртэй болсон.

19. Цацрагийн бодис- энэ нь үнэндээ бодис байхаа больсон, харин хамгийн цэвэр хэлбэрээрээ энерги юм. Гэсэн хэдий ч гэрлийн хурдад хүрсэн бие яг ийм таамаглалтай нэгтгэх төлөвийг авах болно. Үүнийг мөн биеийг Планкийн температурт (1032К) халаах, өөрөөр хэлбэл бодисын молекулуудыг гэрлийн хурдаар тараах замаар олж авч болно. Харьцангуйн онолын дагуу хурд нь 0.99 секундээс илүү хүрэхэд биеийн масс нь "хэвийн" хурдатгалтай харьцуулахад илүү хурдан өсч эхэлдэг бөгөөд үүнээс гадна бие нь уртасч, дулаарч, өөрөөр хэлбэл бие нь дулаарч эхэлдэг. хэт улаан туяаны спектрт цацруулна. 0.999 сек-ийн босгыг давах үед бие нь эрс өөрчлөгдөж, цацрагийн төлөв хүртэл хурдан фазын шилжилт эхэлдэг. Эйнштейний томьёог бүрэн эхээр нь авч үзвэл эцсийн бодисын өсөн нэмэгдэж буй масс нь дулаан, рентген, оптик болон бусад цацрагийн хэлбэрээр биеэс тусгаарлагдсан массуудаас бүрддэг бөгөөд тус бүрийн энерги нь . томъёоны дараагийн нэр томъёогоор тайлбарлана. Тиймээс гэрлийн хурд руу ойртож буй бие бүх спектрт цацарч, урт нь өсөн нэмэгдэж, цаг хугацааны явцад удааширч, Планкийн урт хүртэл сийрэгжинэ, өөрөөр хэлбэл c хурдтай болоход бие нь хязгааргүй урт, нимгэн болж хувирна. гэрлийн хурдаар хөдөлж, уртгүй фотонуудаас бүрдэх цацраг нь хязгааргүй масс нь бүрэн энерги болж хувирдаг. Тиймээс ийм бодисыг цацраг гэж нэрлэдэг.

Танилцуулга

1. Бодисын агрегат төлөв - хий

2. Материалын агрегат төлөв - шингэн

3. Материалын нэгтгэсэн төлөв - хатуу

4. Бодисын дөрөв дэх төлөв нь плазм юм

Дүгнэлт

Ашигласан уран зохиолын жагсаалт

Танилцуулга

Та бүхний мэдэж байгаагаар байгаль дээрх олон бодисууд хатуу, шингэн, хий гэсэн гурван төлөвт байж болно.

Хатуу төлөвт байгаа бодисын бөөмсийн харилцан үйлчлэл хамгийн тод илэрдэг. Молекулуудын хоорондох зай нь ойролцоогоор өөрийн хэмжээтэй тэнцүү байна. Энэ нь хангалттай хүчтэй харилцан үйлчлэлд хүргэдэг бөгөөд энэ нь бөөмсийг хөдлөх боломжийг бараг хасдаг: тэд тодорхой тэнцвэрийн байрлалыг тойрон хэлбэлздэг. Тэд хэлбэр, эзлэхүүнээ хадгалдаг.

Шингэний шинж чанарыг мөн бүтцээр нь тайлбарладаг. Шингэн дэх материйн хэсгүүд нь хатуу биетүүдээс бага эрчимтэй харилцан үйлчилдэг тул тэдгээр нь үсрэлт, хязгаарт байрлалаа өөрчилж чаддаг - шингэн нь хэлбэрээ хадгалдаггүй - тэдгээр нь шингэн юм.

Хий нь бие биенээсээ үл хамааран бүх чиглэлд санамсаргүй хөдөлж буй молекулуудын цуглуулга юм. Хий нь өөрийн гэсэн хэлбэртэй байдаггүй, тэдгээр нь тэдэнд өгсөн бүх эзэлхүүнийг эзэлдэг бөгөөд амархан шахагддаг.

Бодисын өөр нэг төлөв байдаг - плазм.

Энэхүү ажлын зорилго нь материйн одоо байгаа нэгтгэсэн төлөвүүдийг авч үзэх, тэдгээрийн бүх давуу болон сул талуудыг тодорхойлох явдал юм.

Үүнийг хийхийн тулд дараах нэгтгэсэн төлөвүүдийг хийж, авч үзэх шаардлагатай.

2. шингэн

3. хатуу бодис

3. Материалын нэгтгэсэн төлөв - хатуу

Хатуу,бусад бөөгнөрөлөөс ялгагдах дөрвөн төлөв байдлын нэг (шингэн, хий, плазм) тэнцвэрийн байрлалын эргэн тойронд жижиг чичиргээ үүсгэдэг атомуудын дулааны хөдөлгөөний хэлбэрийн тогтвортой байдал, мөн чанар. T. t-ийн талст төлөвтэй зэрэгцэн аморф төлөв, түүний дотор шилэн төлөв байдаг. Кристалууд нь атомуудын зохион байгуулалтын урт хугацааны дарааллаар тодорхойлогддог. Аморф биетүүдэд урт хугацааны дараалал байдаггүй.

Нэгдсэн байдал- тодорхой чанарын шинж чанараар тодорхойлогддог материйн төлөв байдал: эзэлхүүн, хэлбэрийг хадгалах чадвар, чадваргүй байдал, хол ба ойрын зайн дэг журам байгаа эсэх, бусад. Өөрчлөх нэгтгэх байдалгэнэтийн өөрчлөлтүүд дагалдаж болно чөлөөт эрчим хүч, энтропи, нягт болон бусад үндсэн физик шинж чанарууд.
Нэгтгэлийн гурван үндсэн төлөв байдаг: хатуу, шингэн, хий. Заримдаа сийвэнг нэгтгэх төлөв гэж ангилах нь бүрэн зөв биш юм. Шингэн талст эсвэл Бозе-Эйнштейний конденсат гэх мэт бөөгнөрөлийн бусад төлөвүүд байдаг. Агрегацын төлөвийн өөрчлөлт нь фазын шилжилт гэж нэрлэгддэг термодинамик процессууд юм. Дараах сортуудыг ялгадаг: хатуугаас шингэн хүртэл - хайлах; шингэнээс хий рүү - ууршилт, буцалгах; хатуугаас хий рүү - сублимаци; хийгээс шингэн эсвэл хатуу хүртэл - конденсац; шингэнээс хатуу хүртэл - талсжилт. Онцлог шинж чанарсийвэнгийн төлөвт шилжих хурц хил хязгаар байхгүй байна.
Нэгдсэн улсын тодорхойлолт нь үргэлж хатуу байдаггүй. Тиймээс, шингэний бүтцийг хадгалдаг аморф биетүүд байдаг бөгөөд бага зэрэг шингэн, хэлбэрээ хадгалах чадвартай байдаг; Шингэн талстууд нь шингэн боловч үүнтэй зэрэгцэн хатуу биетүүдийн зарим шинж чанартай байдаг, ялангуяа тэдгээр нь дамжин өнгөрөх цахилгаан соронзон цацрагийг туйлшруулж чаддаг. Физикийн янз бүрийн төлөвийг тайлбарлахын тулд илүү өргөн ойлголттермодинамик үе шат. Нэг үе шатнаас нөгөөд шилжих шилжилтийг дүрсэлсэн үзэгдлийг эгзэгтэй үзэгдэл гэнэ.
Материйн физик төлөв нь үүнээс хамаарна физик нөхцөл, энэ нь голчлон температур, даралт дээр байрладаг. Тодорхойлох хэмжигдэхүүн нь молекулуудын харилцан үйлчлэлийн дундаж потенциал энергийн дундаж кинетик энергитэй харьцуулсан харьцаа юм. Тэгэхээр хатуу биетийн хувьд энэ харьцаа 1-ээс их, хийн хувьд 1-ээс бага, шингэний хувьд ойролцоогоор 1-тэй тэнцүү байна. Бодисын нэгдэх төлөвөөс нөгөөд шилжих нь огцом өөрчлөлт дагалддаг. үнэ цэнэ өгөгдсөн харилцаамолекул хоорондын зай, молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн огцом өөрчлөлттэй холбоотой. Хийн хувьд молекул хоорондын зай их, молекулууд нь хоорондоо бараг харьцдаггүй бөгөөд бараг чөлөөтэй хөдөлж, бүх эзэлхүүнийг дүүргэдэг. Шингэн ба хатуу биет - өтгөрүүлсэн орчинд - молекулууд (атомууд) бие биенээсээ илүү ойрхон байрладаг бөгөөд илүү хүчтэй харилцан үйлчилдэг.
Энэ нь шингэн ба хатуу биетийг эзэлхүүнээрээ хадгалахад хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч хатуу ба шингэн дэх молекулуудын хөдөлгөөний шинж чанар нь өөр өөр байдаг нь тэдгээрийн бүтэц, шинж чанарын ялгааг тайлбарладаг.
Талст төлөвт байгаа хатуу биетүүдэд атомууд зөвхөн болор торны зангилааны ойролцоо чичирдэг; эдгээр байгууллагуудын бүтэц тодорхойлогддог өндөр зэрэгтэйэмх цэгцтэй байдал - урт ба ойрын зайн дэг журам. Шингэний молекулуудын (атом) дулааны хөдөлгөөн нь тэнцвэрийн байрлалын эргэн тойрон дахь жижиг хэлбэлзэл, нэг тэнцвэрийн байрлалаас нөгөөд ойр ойрхон үсрэх хослол юм. Сүүлийнх нь бөөмсийн зохион байгуулалтад зөвхөн богино зайн дарааллаар шингэн зүйлд оршин тогтнох, түүнчлэн тэдгээрийн хөдөлгөөн, урвуу чанарыг тодорхойлдог.
гэхдээ. Хатуу- эзэлхүүн, хэлбэрийг хадгалах чадвараар тодорхойлогддог төлөв байдал. Хатуу биеийн атомууд тэнцвэрт байдлын эргэн тойронд зөвхөн жижиг чичиргээ үүсгэдэг. Холын болон ойрын зайн захиалга гэж байдаг.
б. Шингэн- шахах чадвар багатай, өөрөөр хэлбэл эзэлхүүнээ сайн хадгалдаг, гэхдээ хэлбэрээ хадгалах чадваргүй бодисын төлөв байдал. Шингэн нь түүнийг байрлуулсан савны хэлбэрийг амархан авдаг. Шингэний атом эсвэл молекулууд тэнцвэрийн төлөвийн ойролцоо чичирч, бусад атомуудад баригдаж, ихэвчлэн бусад чөлөөт газар руу үсэрдэг. Зөвхөн ойрын зайн захиалга байна.
Хайлж байна- энэ нь бодисыг нэгтгэх хатуу төлөвөөс шингэн рүү шилжих явдал юм. Энэ процесс нь бие махбодид тодорхой хэмжээний дулаан +Q өгөх үед халаах явцад тохиолддог. Жишээлбэл, бага хайлдаг металлын хар тугалга нь 327 ° C хүртэл халсан тохиолдолд хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилждэг. Хар тугалга амархан хайлдаг. хийн зуухжишээлбэл, зэвэрдэггүй ган халбагаар (хийн шатаах зуухны дөлний температур 600-850 ° C, ган хайлах цэг нь 1300-1500 ° C байдаг гэдгийг мэддэг).
Хэрэв хар тугалга хайлж байх үед түүний температурыг хэмжих юм бол эхлээд аажмаар нэмэгдэж байгаа боловч тодорхой хормын дараа халаалттай байсан ч тогтмол хэвээр байх болно. Энэ мөч нь хайлахтай тохирч байна. Бүх хар тугалга хайлж дуустал температурыг тогтмол байлгадаг бөгөөд зөвхөн дараа нь дахин нэмэгдэж эхэлдэг. Шингэн хар тугалга хөргөх үед эсрэгээр нь ажиглагдаж байна: хатуурах хүртэл температур буурч, тугалга нь хатуу үе рүү шилжих хүртэл тогтмол хэвээр байх ба дараа нь дахин буурдаг.
Бүх цэвэр бодисууд ижил төстэй байдлаар ажилладаг. Хайлах явцад температурын тогтмол байдал нь практик ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь термометрийг тохируулах, гал хамгаалагч, индикаторуудыг хатуу тогтоосон температурт хайлах боломжийг олгодог.
Кристал дахь атомууд тэнцвэрийн байрлалынхаа талаар чичирдэг. Температур өсөх тусам хэлбэлзлийн далайц нэмэгдэж, тодорхой чухал утгад хүрдэг бөгөөд үүний дараа болор эсустгагдсан байна. Энэ нь нэмэлт зүйл шаарддаг дулааны энерги, тиймээс, хайлах явцад температур өсөхгүй, гэхдээ дулаан урссаар байна.
Бодисын хайлах цэг нь даралтаас хамаарна. Хайлах явцад эзэлхүүн нь нэмэгддэг бодисын хувьд (мөн тэдгээрийн дийлэнх нь) даралт ихсэх нь хайлах цэгийг нэмэгдүүлдэг ба эсрэгээр. Усны хувьд хайлах явцад эзэлхүүн буурч (тиймээс хөлдөх үед ус хоолой эвдэрдэг), даралт ихсэх үед мөс бага температурт хайлдаг. Висмут, галли болон зарим төрлийн цутгамал төмрийн хувьд ижил төстэй байдлаар ажилладаг.
in. Хий- сайн шахах чадвар, эзэлхүүн, хэлбэрийг хадгалах чадваргүй байдал. Хий нь түүнд өгсөн бүх эзлэхүүнийг эзлэх хандлагатай байдаг. Хийн атомууд эсвэл молекулууд харьцангуй чөлөөтэй ажилладаг бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зай нь хэмжээнээсээ хамаагүй их байдаг.
Ихэнхдээ бодисын нэгдлийн төлөв гэж нэрлэгддэг плазм нь атомын иончлолын өндөр түвшинд хийнээс ялгаатай. Орчлон ертөнц дэх барион бодисын ихэнх хэсэг (ойролцоогоор 99.9%) нь плазмын төлөвт байдаг.
g.C хэт критик шингэн- Хийн нягтыг шингэний нягттай харьцуулах эгзэгтэй цэг хүртэл температур ба даралтыг нэгэн зэрэг нэмэгдүүлэх үед үүсдэг; энэ тохиолдолд шингэн ба хийн фазын хоорондох хил хязгаар алга болно. Суперкритик шингэн нь онцгой өндөр уусгах чадвартай.
г. Бозе-Эйнштейний конденсат- Bose хийг үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт хөргөх замаар гаргаж авдаг. Үүний үр дүнд зарим атомууд хатуу тэг энергитэй төлөвт (өөрөөр хэлбэл хамгийн бага квант төлөвт) байна. Бозе-Эйнштейний конденсат нь хэт шингэн, Фишбахын резонанс зэрэг олон тооны квант шинж чанарыг харуулдаг.
д. Фермионы конденсат- нь фермионы атомуудаас бүрдэх хий дэх "атомын Купер хосуудын" BCS горим дахь Бозе-конденсац юм. (Бозе-Эйнштейний нийлмэл бозоны конденсацийн уламжлалт горимоос ялгаатай).
Ийм фермионик атомын конденсатууд нь хэт дамжуулагчийн "хамаатан садан" боловч өрөөний температур ба түүнээс дээш температурын эгзэгтэй температуртай байдаг.
Муухай бодис - Ферми хий 1-р шат Цагаан одойд ажиглагддаг электрон задралын хий нь оддын хувьсалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. 2-р үе шат нь хэт өндөр даралтын дор бодис дамждаг нейтрон төлөв бөгөөд лабораторид хараахан хүрэх боломжгүй боловч нейтрон оддын дотор байдаг. Нейтроны төлөвт шилжих үед бодисын электронууд протонтой харилцан үйлчилж, нейтрон болж хувирдаг. Үүний үр дүнд нейтроны төлөвт байгаа бодис нь бүхэлдээ нейтроноос бүрдэх ба цөмийн дарааллын нягтралтай байдаг. Энэ тохиолдолд бодисын температур хэт өндөр байх ёсгүй (энергийн эквивалент нь зуун МэВ-ээс ихгүй).
Температурын хүчтэй өсөлт (хэдэн зуун МэВ ба түүнээс дээш) нейтроны төлөвт янз бүрийн мезонууд үүсч, устаж эхэлдэг. Температурын цаашдын өсөлтөөр тусгаарлалт үүсч, бодис нь кварк-глюоны плазмын төлөвт шилждэг. Энэ нь адронуудаас бүрдэхээ больсон, харин байнга төрж, алга болдог кварк, глюонуудаас бүрддэг. Бясалгал нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг.
Температурыг нэмэгдүүлэхгүйгээр даралтыг хязгааргүй нэмэгдүүлснээр бодис хар нүх болж сүйрдэг.
Даралт, температур хоёулаа нэгэн зэрэг нэмэгдэхийн хэрээр бусад хэсгүүд кварк ба глюонуудад нэмэгддэг. Планкийн температуртай ойролцоо температурт матери, орон зай, цаг хугацаа юу болох нь тодорхойгүй байна.
Бусад мужууд
Гүн хөргөлтийн үед зарим бодис (ямар ч хамаагүй) хэт дамжуулагч эсвэл хэт шингэн төлөвт шилждэг. Эдгээр төлөвүүд нь мэдээжийн хэрэг тусдаа термодинамик үе шатууд боловч бүх нийтийн бус байдгаараа материйн шинэ агрегат төлөв гэж нэрлэгдэх нь бараг зохисгүй юм.
Тодорхой нөхцөлд хатуу болон шингэн, тэр ч байтугай хийн аль алиных нь шинж чанарыг харуулдаг зуурмаг, гель, суспенз, аэрозоль гэх мэт нэг төрлийн бус бодисыг ихэвчлэн бодисын тодорхой нэгдэл төлөвт хамааралгүй тархсан материал гэж ангилдаг.

Агрегацын төлөв гэж юу вэ, хатуу, шингэн, хий нь ямар шинж чанар, шинж чанартай байдаг зэрэг асуултуудыг хэд хэдэн чиглэлээр авч үздэг. Сургалтын курс. Бүтцийн өөрийн гэсэн онцлог шинж чанартай материйн гурван сонгодог төлөв байдаг. Тэдний ойлголт чухал цэгДэлхий, амьд организм, үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны талаархи шинжлэх ухааныг ойлгоход. Эдгээр асуултуудыг физик, хими, газарзүй, геологи, физик хими болон бусад шинжлэх ухааны салбарууд судалдаг. Гурван үндсэн төрлүүдийн аль нэгэнд нь тодорхой нөхцөлд байгаа бодисууд температур, даралтын өсөлт, бууралтаар өөрчлөгдөж болно. Байгаль, технологи, өдөр тутмын амьдралд тохиолдож болох нэг төлөв байдлаас нөгөөд шилжих шилжилтийг авч үзье.

Нэгдсэн байдал гэж юу вэ?

Латин гаралтай "aggrego" гэдэг үгийг орос хэлнээс орчуулбал "хавсрах" гэсэн утгатай. Шинжлэх ухааны нэр томъёо нь ижил бие, бодисын төлөв байдлыг илэрхийлдэг. Тодорхой дор оршихуй температурын утгуудхатуу биет, хий, шингэний янз бүрийн даралт нь дэлхийн бүх бүрхүүлийн хувьд ердийн зүйл юм. Гурван үндсэн агрегат мужаас гадна дөрөв дэх нь бас бий. Өндөр температур, тогтмол даралттай үед хий нь плазм болж хувирдаг. Агрегацын төлөв гэж юу болохыг илүү сайн ойлгохын тулд бодис, биеийг бүрдүүлдэг хамгийн жижиг хэсгүүдийг санах хэрэгтэй.

Дээрх диаграмм нь: a - хий; б - шингэн; c нь хатуу бие юм. Эдгээр зураг дээр дугуйнууд дүрслэгддэг бүтцийн элементүүдбодисууд. Энэ бэлэг тэмдэг, үнэндээ атом, молекул, ионууд нь хатуу бөмбөлөг биш юм. Атомууд нь эерэг цэнэгтэй цөмөөс бүрддэг бөгөөд эргэн тойронд сөрөг цэнэгтэй электронууд өндөр хурдтай хөдөлдөг. Бодисын микроскопийн бүтцийн талаархи мэдлэг нь өөр өөр агрегат хэлбэрүүдийн хоорондын ялгааг илүү сайн ойлгоход тусалдаг.

Бичил ертөнцийн талаархи санаанууд: Эртний Грекээс 17-р зуун хүртэл

Физик биеийг бүрдүүлдэг бөөмсийн талаархи анхны мэдээлэл гарч ирэв Эртний Грек. Сэтгэгчид Демокрит, Эпикур нар атом гэж ийм ойлголтыг гаргаж ирсэн. Эдгээр нь хамгийн жижиг хуваагдашгүй хэсгүүд гэдэгт тэд итгэдэг байв янз бүрийн бодисуудхэлбэр дүрстэй, тодорхой хэмжээтэй, хөдөлгөөн хийх, бие биетэйгээ харилцах чадвартай. Эртний Грекийн цаг үеийн хамгийн дэвшилтэт сургаал бол атомын шинжлэх ухаан юм. Гэвч Дундад зууны үед түүний хөгжил удааширчээ. Тэр цагаас хойш эрдэмтэд Ромын католик сүмийн инквизицид хавчигдаж байв. Иймээс орчин үе хүртэл материйн нэгдлийн төлөв гэж юу болох талаар тодорхой ойлголт байгаагүй. Зөвхөн 17-р зууны дараа л эрдэмтэд Р.Бойл, М.Ломоносов, Д.Дальтон, А.Лавуазье нар атом-молекулын онолын заалтуудыг томъёолсон нь өнөөг хүртэл ач холбогдлоо алдаагүй байна.

Атом, молекул, ионууд - бодисын бүтцийн бичил харуурын хэсгүүд

20-р зуунд электрон микроскопыг зохион бүтээсэн үед бичил ертөнцийг ойлгоход чухал нээлт болсон. Эрдэмтдийн өмнө нь хийсэн нээлтүүдийг харгалзан үзвэл бичил ертөнцийн эв найртай дүр зургийг нэгтгэх боломжтой байв. Бодисын хамгийн жижиг бөөмсийн төлөв байдал, зан төлөвийг тодорхойлсон онолууд нь нэлээд төвөгтэй бөгөөд тэдгээр нь тухайн салбарт хамаардаг.Материйн өөр өөр агрегат төлөвийн онцлогийг ойлгохын тулд өөр өөр хэсгүүдийг үүсгэдэг үндсэн бүтцийн хэсгүүдийн нэр, онцлогийг мэдэхэд хангалттай. бодисууд.

1. Атомууд нь химийн хувьд хуваагдашгүй бөөмс юм. Хадгалсан химийн урвал, гэхдээ цөмийн зэвсгээр устгагдана. Металл болон бусад олон атомын бүтэцтэй бодисууд нь хатуу агрегацын төлөвтэй байдаг хэвийн нөхцөл.
2. Молекулууд нь химийн урвалын явцад задарч, үүсдэг бөөмс юм. хүчилтөрөгч, ус, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, хүхэр. Хэвийн нөхцөлд хүчилтөрөгч, азот, хүхрийн давхар исэл, нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгчийг нэгтгэх төлөв нь хий юм.
3. Ионууд нь атом ба молекулууд электрон авах эсвэл алдах үед болж хувирдаг цэнэгтэй хэсгүүд юм - микроскоп сөрөг цэнэгтэй бөөмс. Олон тооны давс нь ионы бүтэцтэй байдаг, жишээлбэл, хоолны давс, төмөр, зэсийн сульфат.

Сансарт бөөмс нь тодорхой байдлаар байрладаг бодисууд байдаг. Атом, ион, молекулуудын дараалсан харилцан байрлалыг болор тор гэж нэрлэдэг. Ихэвчлэн ион ба атомын болор тор нь хатуу, молекулын хувьд шингэн ба хийн хувьд ердийн байдаг. Алмаз нь өндөр хатуулагтай байдаг. Түүний атомын болор тор нь нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрддэг. Гэхдээ зөөлөн бал чулуу нь мөн үүний атомуудаас бүрддэг химийн элемент. Зөвхөн тэд сансар огторгуйд өөр өөр байрладаг. Хүхрийн нэгдлийн ердийн төлөв нь хатуу боловч өндөр температурт бодис нь шингэн ба аморф масс болж хувирдаг.

Агрегацын хатуу төлөвт байгаа бодисууд

Хэвийн нөхцөлд хатуу биетүүд хэмжээ, хэлбэрээ хадгалдаг. Жишээлбэл, элсний ширхэг, элсэн чихэр, давс, чулуулаг эсвэл металлын хэсэг. Хэрэв элсэн чихэр халаавал бодис хайлж, наалдамхай бор шингэн болж хувирдаг. Халаалтыг зогсооно - бид дахин хатуу болно. Энэ нь хатуу биетийг шингэн болгон хувиргах гол нөхцлүүдийн нэг нь түүний халаалт эсвэл бодисын хэсгүүдийн дотоод энергийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Хоол хүнсэнд хэрэглэдэг давсны хатуу төлөвийг мөн өөрчилж болно. Гэхдээ хоолны давс хайлуулахын тулд элсэн чихэр халаахаас илүү өндөр температур хэрэгтэй. Үнэн хэрэгтээ элсэн чихэр нь молекулуудаас бүрддэг бөгөөд хоолны давс нь бие биендээ илүү хүчтэй татагддаг цэнэгтэй ионуудаас бүрддэг. Шингэн хэлбэрийн хатуу бодисууд нь болор тор нь задардаг тул хэлбэрээ хадгалж чаддаггүй.

Хайлах явцад давс хуримтлагдах шингэн төлөвийг талст дахь ионуудын хоорондын холбоо тасарсантай холбон тайлбарладаг. Цахилгаан цэнэгийг зөөвөрлөх чадвартай цэнэглэгдсэн хэсгүүд ялгардаг. Хайлсан давс нь цахилгааныг дамжуулдаг бөгөөд дамжуулагч юм. Хими, металлурги, инженерийн үйлдвэрүүдэд хатуу бодисыг шингэн болгон хувиргаж, тэдгээрээс шинэ нэгдлүүд гаргаж авах эсвэл өөр өөр хэлбэрийг өгдөг. Металл хайлшийг өргөнөөр ашигладаг. Хатуу түүхий эдийг нэгтгэх төлөвийн өөрчлөлттэй холбоотой тэдгээрийг олж авах хэд хэдэн арга байдаг.

Шингэн нь нэгтгэх үндсэн төлөвүүдийн нэг юм

Хэрэв та дугуй ёроолтой колбонд 50 мл ус асгавал бодис тэр даруй химийн сав хэлбэртэй болохыг анзаарах болно. Гэхдээ бид савнаас ус асгамагц шингэн нь ширээний гадаргуу дээгүүр шууд тархах болно. Усны хэмжээ ижил хэвээр байх болно - 50 мл, хэлбэр нь өөрчлөгдөнө. Эдгээр шинж чанарууд нь материйн оршихуйн шингэн хэлбэрийн онцлог шинж юм. Шингэн нь олон төрлийн органик бодисууд: спирт, ургамлын тос, хүчил.

Сүү бол эмульс, өөрөөр хэлбэл өөхний дусал байдаг шингэн юм. Ашигтай шингэн эрдэс бол тос юм. Үүнийг хуурай газар болон далайд өрөмдлөгийн машин ашиглан худгаас гаргаж авдаг. Далайн ус бас аж үйлдвэрийн түүхий эд болдог. Гол мөрөн, нуурын цэнгэг уснаас ялгаатай нь ууссан бодис, голчлон давсны агууламжид оршдог. Усны гадаргуугаас уурших явцад зөвхөн H 2 O молекулууд уурын төлөвт шилждэг бөгөөд ууссан бодисууд үлддэг. Ашигтай бодисыг олж авах арга далайн усмөн хэрхэн цэвэрлэх талаар.

Давсыг бүрэн зайлуулснаар нэрмэл ус гаргаж авдаг. 100 хэмд буцалгаад 0 хэмд хөлддөг. Давсны уусмал нь өөр өөр температурт буцалгаж, мөс болж хувирдаг. Тухайлбал, Хойд мөсөн далай дахь ус гадаргын температур 2°С байхад хөлддөг.

Хэвийн нөхцөлд мөнгөн усны нийт төлөв нь шингэн юм. Энэхүү мөнгөн саарал металлыг ихэвчлэн эмнэлгийн термометрээр дүүргэдэг. Халах үед мөнгөн усны багана масштабаар дээшилж, бодис өргөжиж байна. Яагаад мөнгөн ус биш харин улаан будгаар будсан архи хэрэглэдэг вэ? Үүнийг шингэн металлын шинж чанараар тайлбарладаг. 30 градусын хүйтэн жавартай үед мөнгөн усны нэгдлийн төлөв өөрчлөгдөж, бодис нь хатуу болдог.

Хэрэв эмнэлгийн термометр эвдэрч, мөнгөн ус асгарсан бол гараараа мөнгөн бөмбөг цуглуулах нь аюултай. Мөнгөн усны уураар амьсгалах нь хортой, энэ бодис нь маш хортой байдаг. Ийм тохиолдолд хүүхдүүд эцэг эх, насанд хүрэгчдээс тусламж хүсэх хэрэгтэй.

хийн төлөв

Хий нь хэмжээ, хэлбэрээ хадгалж чадахгүй. Колбыг дээд тал нь хүчилтөрөгчөөр дүүргэнэ химийн томъёо 2 орчим). Колбыг онгойлгонгуут ​​бодисын молекулууд өрөөний агаартай холилдож эхэлнэ. Энэ нь Брауны хөдөлгөөнтэй холбоотой юм. Эртний Грекийн эрдэмтэн Демокрит хүртэл материйн хэсгүүд байнгын хөдөлгөөнтэй байдаг гэж үздэг. Хатуу бодисын хувьд хэвийн нөхцөлд атом, молекул, ионууд нь болор торыг орхиж, бусад хэсгүүдтэй холбоо тогтоох боломжгүй байдаг. Гаднаас их хэмжээний эрчим хүч нийлүүлэх үед л боломжтой.

Шингэний хувьд бөөмс хоорондын зай нь хатуу биетийнхээс арай их байдаг тул молекул хоорондын холбоог таслахад бага энерги шаардагддаг. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн шингэний агрегат төлөв нь хийн температур -183 ° C хүртэл буурах үед л ажиглагддаг. -223 ° C-д O 2 молекулууд нь хатуу бодис үүсгэдэг. Температур нь өгөгдсөн хэмжээнээс дээш өсөхөд хүчилтөрөгч нь хий болж хувирдаг. Энэ нь хэвийн нөхцөлд ийм хэлбэрээр байдаг. Дээр аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүдАгаар мандлын агаарыг ялгаж, түүнээс азот, хүчилтөрөгч авах тусгай төхөөрөмж байдаг. Эхлээд агаарыг хөргөж, шингэрүүлж, дараа нь температурыг аажмаар нэмэгдүүлнэ. Азот ба хүчилтөрөгч нь янз бүрийн нөхцөлд хий болж хувирдаг.

Дэлхийн агаар мандалд эзлэхүүний 21% хүчилтөрөгч, 78% азот агуулагддаг. Шингэн хэлбэрээр эдгээр бодисууд гаригийн хийн бүрхүүлд байдаггүй. Шингэн хүчилтөрөгч нь цайвар цэнхэр өнгөтэй бөгөөд өндөр даралтаар цилиндрт дүүргэж эмнэлгийн байгууллагад ашигладаг. Аж үйлдвэр, барилгын салбарт шингэрүүлсэн хий нь олон процесст шаардлагатай байдаг. Хүчилтөрөгч нь хийн гагнах, металл зүсэх, химийн хувьд органик бус болон органик бодисын исэлдэлтийн урвалд шаардлагатай байдаг. Хэрэв та хүчилтөрөгчийн цилиндрийн хавхлагыг нээвэл даралт буурч, шингэн нь хий болж хувирдаг.

Шингэрүүлсэн пропан, метан, бутан олддог өргөн хэрэглээхүн амын эрчим хүч, тээвэр, аж үйлдвэр, ахуйн үйл ажиллагаанд . Эдгээр бодисыг байгалийн хий эсвэл нефтийн түүхий эдийг хагалах (хуваах) үед гаргаж авдаг. Нүүрстөрөгчийн шингэн ба хийн хольц нь олон орны эдийн засагт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэвч газрын тос, байгалийн хийн нөөц маш их шавхагдаж байна. Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар энэ түүхий эд нь 100-120 жил үргэлжилнэ. Эрчим хүчний өөр эх үүсвэр бол агаарын урсгал (салхи) юм. Хурдан урсдаг гол мөрөн, далайн эрэг, далайн эрэг дээрх түрлэгүүд нь цахилгаан станцуудыг ажиллуулахад ашиглагддаг.

Хүчилтөрөгч нь бусад хийтэй адил плазмыг төлөөлдөг дөрөв дэх нэгтгэх төлөвт байж болно. Хатуу төлөвөөс хийн төлөвт ер бусын шилжих нь талст иодын онцлог шинж юм. Хар ягаан бодис нь сублимацид ордог - шингэн төлөвийг алгасаж хий болж хувирдаг.

Материйн нэг хэлбэрээс нөгөөд шилжих шилжилт хэрхэн явагддаг вэ?

Бодисын нийт төлөвийн өөрчлөлт нь химийн хувиралтай холбоогүй бөгөөд эдгээр нь физикийн үзэгдэл юм. Температур нэмэгдэхэд олон хатуу бодис хайлж, шингэн болж хувирдаг. Температурын цаашдын өсөлт нь ууршилт, өөрөөр хэлбэл бодисын хийн төлөвт хүргэдэг. Байгаль, эдийн засагт ийм шилжилт нь дэлхий дээрх гол бодисын нэг шинж чанартай байдаг. Мөс, шингэн, уур нь янз бүрийн гадаад нөхцөлд усны төлөв байдал юм. Нэгдэл нь адилхан, түүний томъёо нь H 2 O. 0 ° C ба энэ утгаас доош температурт ус талсжиж, өөрөөр хэлбэл мөс болж хувирдаг. Температур нэмэгдэхэд үүссэн талстууд устдаг - мөс хайлж, шингэн ус дахин гарч ирдэг. Үүнийг халаахад ууршилт үүсдэг - усыг хий болгон хувиргах нь тэр үед ч үргэлжилдэг бага температур. Жишээлбэл, ус нь ууршдаг тул хөлдсөн шалбааг аажмаар алга болдог. Хүйтэн цаг агаартай байсан ч нойтон хувцас хатдаг боловч энэ үйл явц нь халуун өдрөөс илүү урт байдаг.

Жагсаалтад дурдсан бүх усны нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих шилжилт нь дэлхийн байгальд чухал ач холбогдолтой юм. Агаар мандлын үзэгдэл, уур амьсгал, цаг агаар нь далайн гадаргуугаас усны ууршилт, үүл, манан хэлбэрийн чийгийг хуурай газар руу шилжүүлэх, хур тунадас (бороо, цас, мөндөр) зэрэгтэй холбоотой байдаг. Эдгээр үзэгдлүүд нь байгаль дахь дэлхийн усны эргэлтийн үндэс суурь болдог.

Хүхрийн нийт төлөв хэрхэн өөрчлөгддөг вэ?

Хэвийн нөхцөлд хүхэр нь тод гялалзсан талст эсвэл цайвар шар өнгийн нунтаг, өөрөөр хэлбэл энэ нь хатуу юм. Халах үед хүхрийн нийт төлөв өөрчлөгддөг. Нэгдүгээрт, температур 190 ° C хүртэл өсөхөд шар бодис хайлж, хөдөлгөөнт шингэн болж хувирдаг.

Хэрэв та шингэн хүхрийг хүйтэн усанд хурдан асгавал бор аморф массыг олж авна. Хүхрийн хайлмалыг цаашид халаах тусам энэ нь илүү наалдамхай болж, харанхуйлдаг. 300 хэмээс дээш температурт хүхрийн нэгтгэх байдал дахин өөрчлөгдөж, бодис нь шингэний шинж чанарыг олж авч, хөдөлгөөнт болдог. Эдгээр шилжилт нь элементийн атомууд өөр өөр урттай гинж үүсгэх чадвараас шалтгаалан үүсдэг.

Яагаад бодисууд өөр өөр физик төлөвт байж болох вэ?

Хүхрийн нэгдсэн төлөв - энгийн бодис- хэвийн нөхцөлд хатуу. Хүхрийн давхар исэл нь хий, хүхрийн хүчил нь уснаас хүнд тослог шингэн юм. Давсны болон азотын хүчлүүдээс ялгаатай нь дэгдэмхий биш, молекулууд нь түүний гадаргуугаас ууршдаггүй. Талстыг халаах замаар олж авсан хуванцар хүхэр нь агрегатын ямар төлөвт байдаг вэ?

Аморф хэлбэрийн хувьд бодис нь шингэн бүтэцтэй, бага зэрэг шингэн шинж чанартай байдаг. Гэхдээ хуванцар хүхэр нь нэгэн зэрэг хэлбэрээ (хатуу хэлбэрээр) хадгалдаг. Хатуу бодисын хэд хэдэн онцлог шинж чанартай шингэн талстууд байдаг. Тиймээс янз бүрийн нөхцөлд байгаа бодисын төлөв байдал нь түүний шинж чанар, температур, даралт болон бусад хүчин зүйлээс хамаардаг. гадаад нөхцөл.

Хатуу бодисын бүтцэд ямар онцлог шинж чанарууд байдаг вэ?

Бодисын үндсэн агрегат төлөвүүдийн хоорондын ялгаа нь атом, ион, молекулуудын харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог. Жишээлбэл, материйн хатуу агрегат төлөв нь яагаад биеийг эзэлхүүн, хэлбэрээ хадгалах чадварыг бий болгодог вэ? Металл эсвэл давсны болор торонд бүтцийн хэсгүүд бие биедээ татагддаг. Металлын хувьд эерэг цэнэгтэй ионууд нь "электрон хий" гэж нэрлэгддэг металлын хэсэг дэх чөлөөт электронуудын хуримтлалтай харилцан үйлчилдэг. Давсны талстууд нь эсрэг цэнэгтэй тоосонцор - ионуудын таталцлын улмаас үүсдэг. Дээрх хатуу биетүүдийн бүтцийн нэгжүүдийн хоорондох зай нь бөөмсийн хэмжээнээс хамаагүй бага байна. Энэ тохиолдолд электростатик таталцал үйлчилдэг, энэ нь хүч чадал өгдөг, түлхэлт нь хангалттай хүчтэй биш юм.

Бодисын нэгдлийн хатуу төлөвийг устгахын тулд хүчин чармайлт гаргах шаардлагатай. Металл, давс, атомын талстууд маш өндөр температурт хайлдаг. Жишээлбэл, төмөр нь 1538 ° C-аас дээш температурт шингэн болдог. Гянт болд нь галд тэсвэртэй бөгөөд чийдэнгийн улайсдаг утас хийхэд ашигладаг. 3000 ° C-аас дээш температурт шингэн болдог хайлш байдаг. Дэлхий дээрх олон хүмүүс хатуу төлөвт байдаг. Энэ түүхий эдийг уурхайн болон карьеруудад тоног төхөөрөмжийн тусламжтайгаар гаргаж авдаг.

Талстаас нэг ион ч гэсэн салгахын тулд их хэмжээний энерги зарцуулах шаардлагатай болдог. Гэхдээ эцэст нь болор торыг задлахад давсыг усанд уусгахад хангалттай! Энэ үзэгдлийг тайлбарлав гайхалтай шинж чанаруудусыг туйлын уусгагч болгон . H 2 O молекулууд давсны ионуудтай харилцан үйлчилж, тэдгээрийн хоорондох химийн холбоог устгадаг. Тиймээс уусах нь янз бүрийн бодисуудын энгийн холилдох биш, харин тэдгээрийн хоорондын физик, химийн харилцан үйлчлэл юм.

Шингэний молекулууд хэрхэн харилцан үйлчилдэг вэ?

Ус нь шингэн, хатуу, хий (уур) байж болно. Эдгээр нь ердийн нөхцөлд түүний нэгтгэх үндсэн төлөвүүд юм. Усны молекулууд нь нэг хүчилтөрөгчийн атомаас бүрддэг бөгөөд хоёр устөрөгчийн атомууд хоорондоо холбогддог. Молекул дахь химийн холбоо туйлширч, хүчилтөрөгчийн атомууд дээр хэсэгчилсэн сөрөг цэнэг гарч ирдэг. Устөрөгч нь молекулын эерэг туйл болж, өөр молекулын хүчилтөрөгчийн атом руу татагддаг. Үүнийг "устөрөгчийн холбоо" гэж нэрлэдэг.

Агрегацын шингэн төлөв нь бүтцийн хэсгүүдийн хоорондын зайг тэдгээрийн хэмжээтэй харьцуулж тодорхойлдог. Таталцал байдаг, гэхдээ энэ нь сул, тиймээс ус хэлбэрээ хадгалж чаддаггүй. Өрөөний температурт ч гэсэн шингэний гадаргуу дээр үүсдэг холбоог устгасны улмаас ууржилт үүсдэг.

Хийд молекул хоорондын харилцан үйлчлэл байдаг уу?

Бодисын хийн төлөв нь хэд хэдэн үзүүлэлтээр шингэн ба хатуу байдлаас ялгаатай байдаг. Хийн бүтцийн хэсгүүдийн хооронд байдаг том цоорхоймолекулын хэмжээнээс хамаагүй том. Энэ тохиолдолд таталцлын хүч огт ажиллахгүй. Агрегацын хийн төлөв нь агаарын найрлагад агуулагдах бодисуудын онцлог шинж юм: азот, хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл. Доорх зурагт эхний шоо нь хий, хоёр дахь нь шингэн, гурав дахь нь хатуу бодисоор дүүрсэн байна.

Олон шингэн нь дэгдэмхий шинж чанартай байдаг тул бодисын молекулууд гадаргуугаас нь тасарч, агаарт ордог. Жишээлбэл, нээлттэй шилийг нээхэд давсны хүчилдүрсэн хөвөн арчдас авчир аммиакдараа нь цагаан утаа гарч ирнэ. Агаарт давсны хүчил ба аммиакийн хооронд химийн урвал явагдаж, аммонийн хлорид үүсдэг. Энэ бодис ямар төлөвт байна вэ? Цагаан утаа үүсгэдэг түүний хэсгүүд нь давсны хамгийн жижиг хатуу талстууд юм. Энэ туршилтыг яндангийн бүрээс дор хийх ёстой, бодисууд нь хортой байдаг.

Дүгнэлт

Хийн хуримтлагдах төлөвийг олон хүн судалж үзсэн нэрт физикчидболон химич: Авогадро, Бойл, Гей-Люссак, Клайперон, Менделеев, Ле Шателье. Эрдэмтэд гадны нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд химийн урвалын хийн бодисуудын үйл ажиллагааг тайлбарлах хуулиудыг боловсруулсан. Нээлттэй зүй тогтол нь зөвхөн сургууль, их сургуулийн физик, химийн сурах бичигт нэвтэрсэнгүй. Химийн олон үйлдвэрүүд нь нэгтгэх янз бүрийн төлөвт байгаа бодисын шинж чанар, шинж чанарын талаархи мэдлэг дээр суурилдаг.