Вещество может пребывать в тврдом, жидком или газообразном состояниях, а при особых условиях также в плазменном состоянии.
Любое вещество состоит из молекул, а его физические свойства зависят от того, каким образом упорядочены молекулы и как они взаимодействуют между собой. В обычной жизни мы наблюдаем три агрегатных состояния вещества - твердое, жидкое и газообразное.
Газ расширается, пока не заполнит весь отведенный ему обьем. Если рассмотреть газ на молекулярном уровне, мы увидим беспорядочно мечущиеся и сталкивающиеся между собой и со стенками сосуда молекулы,которые, однако, практически не вступают во взаимодействие друг с другом. Если увеличить или уменьшить объем сосуда, молекулы равномерно перераспределяются в новом объеме. Молекулярно-кинетическая теория связывает молекулярное свойствагаза с его макроскопическими свойствами, такими как температура и давление.
В отличие от газа жидкость при заданной температуре занимает фиксированый объем, однако и она принимает форму заполняемого сосуда - но только ниже уровня ее поверхности. На молекулярном уровне жидкость проще всего представить в виде молекул-шариков, которые хотя и находятся в тесном контакте друг м другом, однако имеют свободу перекатываться друг относительно друга, подобно круглым бусинам в банке. Налейте жидкость в сосуд - и молекулы быстро растекутся и заполнят нижнюю часть объема сосуда, в результате жидкость примет его форму, но не распостранится в полном объеме сосуда.
Твердое тело имеет собственную форму, не растекается по объему контейнера и не принимат его форму. На микроскопическом уровне атомы прикрепляются друг к другу химическими связями, и их положение друготносительно друга фиксировано. При этом они могут образовывать как жесткие упорядоченные структуры - кристалические решетки, - так и беспорядочное нагромаждение - аморфные тела (именно такова структура полимеров, которые похожи на перепутанные и слипшиеся макароны в миске).
Выше были описаны три классических агрегатных состояния вещества. Имеется, однако, и четвертое состояние, которое физики склонны относить к числу агрегатных. Это плазменное состояние. Плазма характеризуется частичным или полным срывом электронов с их атомных орбит, при этом сами свободные электроны остаются внутри вещества. Таким образом, плазма, будучи ионизированой, в целом остается электрически нейтральной, поскольку число положительных и отрицательных зарядов в ней остается равным. Мы можем наблюдать как холодную и в незначительной степени ионизированую плазму (например, в люминесцентных лампах), так и полностью ионизированую горячую плазму (внутри Солнца, например).
При сверхнизких температурах скорости молекул снижаются настолько, что мы не можем точно определить их местоположение. Это происходит в силу принципа неопределенности Гейзенберга. Когда температура снижается настолько, что степень неопределенности положения атомов, к которой они принадлежат, вся группа атомов, к которой они принадлежат, вся группа начинает вести себя, как единое целое. Такое состояние вещества называется конденсатом Бозе-Энштейна, и его можно считать пятым агрегатным состоянием вещества.
Другие статьи по этой и многим другим темам, вы можете прочесть на нашем канале t.me/KnowledgeBases
