Агрегатные состояния вещества

В зависимости от условий тела могут находиться в жидком, твердом или газообразном состоянии. Эти состояния называются агрегатными состояниями вещества.

В газах расстояние между молекулами много больше размеров молекул. Если газу не мешают стенки сосуда, его молекулы разлетаются.

В жидкостях и твердых телах молекулы расположены ближе друг к другу и поэтому не могут удаляться далеко друг от друга.

Рис. 1. Молекулы в газах, жидкостях и твердых телах

Переход из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым переходом.

Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением, а температуру, при которой это происходит, – температурой плавления. Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется кристаллизацией, а температуру перехода – температурой кристаллизации.

Количество теплоты, которое выделяется при кристаллизации тела либо поглощается телом при плавлении, отнесенное к единице массы тела, называется удельной теплотой плавления (кристаллизации) λ:
Q = λm.

При кристаллизации выделяется такое же количество теплоты, какое поглощается при плавлении.

Существует особая категория тел – аморфные тела, – у которых не имеется определенной температуры плавления (кристаллизации).

 

Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией. Количество теплоты, необходимое для парообразования (выделяющееся при конденсации):
Q = Lm,
где Lудельная теплота парообразования (конденсации).

Парообразование, происходящее с поверхности жидкости, называется испарением. Испарение может происходить при любой температуре. Переход жидкости в пар, происходящий по всему объему тела, называется кипением, а температуру, при которой жидкость кипит, – температурой кипения.

Наконец, сублимация – это переход вещества из твердого состояния непосредственно в газообразное, минуя жидкую стадию.

Если прочие параметры внешней среды (в частности, давление) остаются постоянными, то температура тела в процессе плавления (кристаллизации) и кипения не изменяется.

Рис. 2. График плавления и отвердевания кристаллических тел. AB – нагревание льда. BC – плавление льда. CD – нагревание воды. DE – охлаждение воды. EF – отвердевание воды. FK – охлаждение льда.

 

Если количество молекул, покидающих жидкость, равно количеству молекул, возвращающихся в жидкость, то говорят, что наступило динамическое равновесие между жидкостью и ее паром. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.

Абсолютная влажность воздуха ρ показывает плотность водяного пара. Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.