.
Меню сайта
|
Порядок и беспорядокПорядок и беспорядокМожно определять эти состояния по внешним признакам: твердое тело сохраняет как объем, так и форму; жидкость сохраняет объем, но не сохраняет форму, газ не сохраняет ни то, ни другое. Но правильнее исходить не из внешней формы, а из внутреннего строения вещества. Все вещества состоят из молекул, а молекулы — из атомов. Сложное вещество содержит различные элементы, его молекула обязательно состоит из нескольких различных атомов. Молекула же простого вещества может быть построена из двух или нескольких одинаковых атомов. Так, например, в каждой молекуле азота, кислорода, водорода два одинаковых атома. Но в молекулах инертных газов — гелия, неона, аргона — только по одному атому. Можно сказать, что они состоят из свободных атомов, но эти свободные атомы можно также называть и молекулами. Таким образом, при обычной для нас температуре все тела состоят из молекул. Состояния вещества с точки зрения молекулярного строения различаются мерой порядка в расположении и движении молекул. Проще всего понять, что такое газ. В нем молекулы располагаются и движутся без какого-либо порядка. Если молекулы сравнить с людьми, то газ подобен беспорядочной толпе перепуганных людей, бегающих в панике по всем направлениям. Противоположность газу — тело, в котором молекулы «выстроились» в строгом порядке, как вымуштрованные солдаты. Такое упорядоченное тело — кристалл. Зная расположение одной частицы в кристалле, можно точно рассчитать, где находится не только соседняя, но и самая далекая частица. Это положение выражают определением: «В расположении частиц кристалла есть дальний порядок». Труднее понять природу жидкого состояния. В жидкости каждая частица связана со своими соседями, но только с соседями. Иными словами, в жидкости есть ближний порядок, но нет дальнего. Тепло — это проявление движения молекул. Неподвижными они могли бы быть только при температуре абсолютного нуля. Но ведь в кристалле каждая частица занимает вполне определенное положение. Разгадка в том, что частицы в нем все же совершают колебательные движения. Когда мы говорим о положении такой частицы в кристалле, нужно понимать, что это — положение равновесия, вокруг которого частица колеблется, подобно маятнику. Пока размах (амплитуда) колебаний гораздо меньше, чем расстояние между соседними частицами, общий порядок сохраняется. Если нагреть кристалл настолько, что при своих колебаниях частицы начнут «задевать» друг друга, порядок нарушится, и кристалл расплавится. В жидкости движение частиц не ограничено колебаниями, она может течь. Но не всякую жидкость легко заставить течь. Глицерин, деготь, смола текут только под большим напором. Такие жидкости называют вязкими. Им мешает течь то, что каждая частица связана со своими соседями. Строение стекол, пластмасс и других полимеров не кристаллическое. С точки зрения порядка они не отличаются от жидкостей: порядок в них только ближний. Они кажутся твердыми только из-за их большой вязкости. Течь, хотя и очень медленно, может ведь и твердое тело. Ледники в горах постепенно стекают вниз. А лед — тело кристаллическое. Как же отличить истинно твердое тело от очень вязкой жидкости? Иногда говорят даже об особом стеклообразном состоянии вещества, отличая его как от твердого, так и от жидкого. Но если стекло нагревать, оно постепенно и непрерывно становится все более текучим, пока не станет вести себя как типичная жидкость. Отсюда видно, что между стеклом и жидкостью нет точной границы. У кристаллов же такая граница есть. Каждый кристалл имеет определенную температуру плавления, при которой свойства его резко, скачком, меняются. Существует способ определить, есть ли дальний порядок в расположении частиц вещества — это рентгеноструктурный анализ. Когда рентгеновские лучи проходят через кристалл, они отклоняются от своего первоначального направления: на фотографической пластинке получаются так называемые дифракционные кольца. В кристалле упорядоченное расположение атомов — и кольца выглядят резкими; чем меньше порядка, тем более они размыты. Стекла, как и жидкости, показывают при таком исследовании только ближний порядок. Таким образом, по внутреннему строению настоящими твердыми телами нужно считать только кристаллические.
|
ПОИСК
Block title
|