Газ и жидкость

Фазовое состояние вещества

Рассматриваемое вещество (например, однородный чистый металл) или совокупность веществ (например, сплавы) принято называть системой. При этом системе противопоставляется внешняя среда т.е. вещества, окружающие систему. Состояние системы, в которое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени при неизменных внешних условиях, называется равновесием.

Различают системы:

· гомогенные, которые состоят из одной фазы;

· гетерогенные, которые состоят из нескольких фаз.

Фазой называется часть системы, отделенная от других ее частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства изменяются скачком. Фазой называют однородные составные части системы, имеющие одинаковый состав, одно и тоже агрегатное состояние и отделенные от остальных частей поверхностями раздела.

Например, однородный чистый металл или сплав является однофазной (гомогенной) системой. Состояние, когда одновременно присутствуют жидкий сплав (металл) и кристаллы, будет представлять двухфазную (гетерогенную) систему.

При фазовых переходах скачкообразно изменяется ряд физических свойств вещества (плотность, концентрация компонентов и др.). В зависимости от физических условий, главным образом от температуры и и давления, вещества могут существовать в твердом, жидком и газообразном состояниях. Эти состояния вещества называют агрегатными.

Газообразное состояние вещества характеризуется сравнительными малыми силами межмолекулярного взаимодействия. Молекулы газов находятся на больших расстояниях друг от друга. Поэтому газы имеют большую сжимаемость. Их молекулы находятся в постоянном хаотическом движении, что объясняет способность газов равномерно заполнять весь предоставленный объем и форму сосуда, в котором они находятся.

Температура вещества зависит от кинетической энергии его молекул, поэтому расширяясь газ охлаждается. При достаточно сильном сжатии газы превращаются в жидкости. Однако при температурах выше некоторой критической сжатие-расширение газа посредством одного только увеличения давления оказывается невозможным. Поэтому для сжижения газов используют эффект охлаждения при их расширении без теплообмена с окружающей средой.

Жидкости по своим свойствам занимают промежуточное положение между газами и твердыми веществами. Чем выше температура, тем больше свойства жидкостей приближаются к свойствам газов, и, наоборот, чем ниже температура, тем больше проявляются те свойства жидкостей, которые приближают их твердым веществам. Жидкости, обычно:

не имеют собственной формы, а приобретают форму сосуда, в котором находятся;

только в очень небольших количествах они способны сохранять форму капли.

В отличие от газов жидкости при данной температуре занимают совершенно определенный объем. Это объясняется наличием заметных сил взаимного притяжения отдельных молекул жидкости. Молекулы в жидкостях размещаются значительно плотнее, чем в газах, этим и объясняется очень малая сжимаемость всех жидкостей.

По мере охлаждения движение молекул жидкости замедляется, затем они фиксируются в определенных положениях, а жидкость превращается в твердое вещество.

Дата добавления: 2014-01-07