Физические свойства тел в различных агрегатных состояниях

По курсу естествознания вам известно, что существуют три агрегатных состояния вещества: твердое тело, жидкость и газ. Мы привыкли, что железо твердое, ртуть жидкая, а кислород газообразный. Однако всем вам хорошо известна вещество, которое при обычных для нас условиях можно наблюдать сразу в трех агрегатных состояниях. Это вода. А ее состояния имеют свои специальные названия: лед, вода и пар.

Любое вещество при определенных условиях может находиться в любом из трех агрегатных состояний.

Какая величина наиболее заметно влияет на агрегатное состояние вещества? Это температура.

При нагревании вещество может переходить из твердого агрегатного состояния в жидкое, а затем в газообразное. А в случае охлаждения все процессы идут в обратном направлении. (Например, вольфрам плавится при температуре 3000 ° С; при работе электрической лампы вольфрам понемногу испаряется, то есть внутри лампы незначительное количество вольфрама находится в газообразном состоянии.)

Почему же так отличаются свойства вещества в различных состояниях? Ведь жидкая вода, и лед, и водяной пар состоят из одних и тех же молекул! Различия обусловлены характером расположения, движения и взаимодействия молекул.

Все полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы) являются кристаллами со специально введенными примесями. Возникла новая отрасль электроники — молекулярная электроника. Монокристаллы является основной деталью многих типов современных приборов, которые получили название квантовых усилителей и генераторов (мазеров и лазеров).

В практической деятельности человека заметного значение приобрели аморфные вещества, которые называют полимерами. К ним относятся такие природные вещества, как хлопок, шерсть, натуральный шелк, каучук, эбонит. Огромное количество полимерных материалов добывают искусственно: целлофан, полиэтилен, органическое стекло. К природных полимеров относятся и биополимеры: белки, нуклеиновые кислоты. С биополимеров построены клетки всех живых организмов. Полимеры составляют основу резины, лаков, красок, клеев. Путем введения в полимеров примесей можно создавать вещества с очень ценными качествами: высокой твердостью, легкостью, огнестойкостью,…

А изменяются свойства твердых тел, если их нагревать не так сильно, чтобы они превратились в жидкость? Оказывается, меняются: твердые тела, как и жидкости и газы, вследствие нагревания расширяются (исключением является вода, которая расширяется при замерзании). (Опыт с шариком и кольцом) Тепловое расширение приводит к увеличению всех линейных размеров тела (длины, ширины, высоты) в одинаковое количество раз. Например, провод линий электропередачи летней жары провисает больше, чем во время зимних морозов. Изменение линейных размеров твердого тела при нагревании называют линейным расширением. Тепловое расширение твердых тел значительно меньше, чем тепловое расширение жидкостей, и в сотни и тысячи раз меньше расширения газов.

Тепловое расширение учитывают при конструировании мостов, железнодорожных и трамвайных путей.

Линейные размеры тел, как видно из формулы, можно вычислить так: l = l0 (1 + ??t), где l0 — начальная длина тела; l — длина тела при данной температуре; ? — температурный коэффициент линейного расширения; t — изменение температур.

Температурный коэффициент линейного расширения зависит от природы вещества, его можно найти в специальных таблицах.

Мы в Google+