Состояния вещества

Каковы различия и сходства между структурой твердых тел, жидкостей и газов?

ОТВЕТ

Вопрос касается трех основных состояний материи. Самое главное сходство - это их атомная структура: твердые тела, жидкости и газы состоят из атомов, которые находятся в постоянном движении. Это движение происходит тем быстрее, чем выше температура.

Различия возникают из-за того, что в каждом из трех состояний материи атомы расположены по-разному.

В газе атомы или состоящие из них молекулы движутся совершенно свободно, изредка сталкиваясь друг с другом или со стенками сосуда. Поэтому газ, помещенный в сосуд, расширяется и полностью заполняет его объем. Град ударов атомов или молекул о стенки сосуда создает давление, действующее на эти стенки.

В твердом теле атомы расположены в непосредственном контакте друг с другом, образуя упорядоченную структуру. Такой порядок был бы идеальным при температуре абсолютного нуля, что, однако, недостижимо. 

Фактически, каждый атом совершает колебательное движение вокруг своего положения равновесия, оставаясь все время очень близко к этому положению. Другими словами, каждый атом постоянно имеет одних и тех же соседей в твердом теле. Поэтому твердое тело сохраняет свою форму и не расширяется, как газ. 

Чтобы изменить форму твердого тела (например, согнуть пружину), к нему необходимо приложить силу. Однако уменьшить объем твердого тела очень сложно - в отличие от газа, между атомами нет большого пространства, поэтому объем твердого тела уменьшается незначительно при приложении даже очень высокого давления.

В жидкости ситуация непрямая: атомы (или молекулы) находятся в непосредственном контакте друг с другом, как и в твердом теле, но они не расположены жестко по отношению друг к другу. Они могут легко перемещаться относительно друг друга, как песчинки в песочнице. 

Поэтому жидкость, как и песок, принимает форму сосуда, в который мы ее помещаем. Однако он не стремится заполнить его полностью, как это сделал бы газ. 

Однако некоторые молекулы (атомы) все же покидают жидкость и перемещаются в остальной части сосуда, образуя пар - вещество в газообразном состоянии. 

Расположение атомов в жидкости в непосредственном контакте друг с другом делает ее, как и твердое тело, трудносжимаемой.