Sut mae'r gronynnau mewn solidau, hylifau a nwyon?

Mae'r deunydd hwn nid yn unig yn siarad am sut y mae'r gronynnau yn cael eu trefnu mewn solidau, ond hefyd wrth iddynt symud mewn nwyon neu hylifau. Bydd y mathau o lattices grisial mewn gwahanol ddefnyddiau yn cael eu disgrifio.

cyflwr corfforol

Mae rhai safonau, gan nodi presenoldeb tri chyflwr nodweddiadol o agregu, sef solid, hylif a nwy.

Mae'r cydrannau ar gyfer pob cyflwr agregau.

1. Mae'r solidau yn ymarferol sefydlog o ran maint a siâp. Mae'r newid olaf yn hynod broblematig heb gostau ynni ychwanegol.
2. Gall Liquid newid siâp yn hawdd, ond ar yr un pryd yn cadw y gyfrol.
3. sylweddau nwyol beidio cadw unrhyw siâp nac cyfaint.

Y prif faen prawf ar gyfer sy'n cael ei bennu gan y wladwriaeth agregu yw trefniant y moleciwlau a dulliau o'u symudiadau. Yr isafswm sylweddau pellter nwyol rhwng moleciwlau unigol yn sylweddol uwch na'r rhai eu hunain. Yn ei dro, y moleciwlau o sylweddau hylif peidiwch â gwasgaru pellteroedd maith dros o dan amodau arferol ar eu cyfer a chadw eu cyfaint. Mae'r gronynnau weithredol mewn solidau yn y drefn gywir, pob un ohonynt, fel cloc pendil, yn symud o amgylch pwynt penodol yn y ddellten grisial. Mae hyn yn rhoi solidau o gryfder ac anystwythder penodol.

Felly, yn yr achos hwn, y cwestiwn pwysicaf o sut i drefnu y gronynnau presennol mewn solidau. Ym mhob achos arall, nid yw'r atomau (moleciwlau) yn cael eu harchebu mor strwythur.

Nodweddion hylif

Mae angen i roi sylw arbennig at y ffaith bod yr hylif yn fath o cyfryngwr rhwng y cyflwr solet y corff a'i gyfnod nwyol. Felly, trwy ostwng tymheredd y solidifies hylif, ac wrth ei godi yn uwch na phwynt berwi y sylwedd yn mynd i mewn i'r wladwriaeth nwyol. Fodd bynnag, mae gan yr hylif tebygrwydd gyda'r sylweddau solet a nwyol. Felly, yn 1860, y gwyddonydd Rwsia rhagorol D. I. Mendeleev sefydlodd fodolaeth hyn a elwir yn dymheredd critigol - berwi absoliwt. Mae hyn yn y gwerth y mae diflannu ffin denau rhwng y nwy a sylwedd yn y cyflwr solet.

Y maen prawf nesaf, gan gyfuno dau gyfagos modwlar wladwriaeth - isotropy. Yn yr achos hwn, mae'r eiddo yr un fath i bob cyfeiriad. Crisialau, yn eu tro, yn cael eu anisotropic. Yn yr un modd nwyon, hylifau nid oes gan siâp sefydlog ac yn hollol yn byw yn y cyfaint y llong lle maent yn byw. Hynny yw, mae ganddynt gludedd isel a hylifedd uchel. Yn wynebu ei gilydd, hylif neu nwy microparticles gwneud dadleoli rhad ac am ddim. Yn flaenorol roedd yn credu bod y cyfaint a ddefnyddir gan yr hylif, mae symudiad drefnus o foleciwlau. Felly, yr hylif a nwy yn gwrthwynebu crisialau. Ond o ganlyniad i astudiaethau dilynol wedi dangos tebygrwydd rhwng solidau a hylifau.

Yn y cyfnod hylif ar dymheredd yn agos at y mudiad thermol galedu debyg symudiad solidau. Yn yr achos hwn, efallai y bydd yr hylif yn dal i gael strwythur penodol. Felly, gan roi ateb i'r cwestiwn hwn, gan fod y gronynnau yn cael eu trefnu mewn solidau mewn hylifau a nwyon, gallwn ddweud bod y di-drefn, anhwylder yn y symudiad olaf y moleciwlau. ond mewn solidau, moleciwlau meddiannu rhan fwyaf o achosion penodol, sefyllfa sefydlog.

Mae'r hylif yn yr achos hwn yn fath o cyfryngwr. Mae'r nes y tymheredd i ferwi, y mwyaf y moleciwlau yn symud yn y nwyon. Os bydd y tymheredd yn agos at y newid i'r cam solet, mae'r microparticles yn dechrau symud mwy a mwy trefnus.

Newid cyflwr y sylweddau

Ystyriwch enghraifft syml iawn, amodau dŵr sy'n newid. Ice - yn gam cadarn o ddŵr. Ei dymheredd - is na sero. Ar dymheredd sy'n hafal i sero, y rhew yn toddi ac yn troi i mewn i ddŵr. Mae hyn oherwydd y dinistr y ddellten grisial: wrth gael eu gwresogi y gronynnau yn dechrau symud. Gelwir y tymheredd lle sylwedd yn newid cyflwr agregau yn y pwynt toddi (yn yr achos hwn mae'r dŵr yn hafal i 0). Noder y bydd y tymheredd y rhew yn aros ar yr un lefel hyd at ei bwynt toddi. Bydd y atomau neu moleciwlau yr hylif yn symud yr un modd ag yn solidau.

Wedi hynny, yn parhau i gynhesu dŵr. Mae'r gronynnau yn yr achos hwn yn dechrau symud ddwys ar yr amod ein sylwedd yn cyrraedd y pwynt nesaf o newid yn y cyflwr agregu - y pwynt berwi. O'r fath yn digwydd ar hyn o bryd bondiau egwyl rhwng y moleciwlau sy'n ffurfio drwy gyflymu'r symudiad - yna mae'n dod yn rhad ac am ddim o ran eu natur, ac yn cael ei ystyried gan yr hylif yn mynd i mewn i'r cyfnod nwyol. Mae'r broses o drawsnewid mater (dŵr) o'r cyfnod hylif i'r berw a elwir nwyol.

Ar ba dymheredd y dŵr yn berwi, y pwynt berwi alwad. Yn ein hachos ni y gwerth hwn yn hafal i 100 gradd Celsius (y tymheredd yn ddibynnol ar bwysau, pwysedd normal yw tua un atmosffer). Noder: er bod hylif yn gyfan gwbl wedi'u troi'n stêm, ei dymheredd yn aros yn gyson.

Mae'r dŵr broses drosglwyddo cefn o gyflwr nwyol (stêm) yn yr hylif, a elwir yn anwedd.

Ymhellach, mae'n bosibl i arsylwi ar y broses o rewi - pontio hylif (dŵr) ar ffurf solet (cyflwr cychwynnol a ddisgrifir uchod - mae rhew). Mae'r prosesau a ddisgrifir uchod yn caniatáu i gael ymateb uniongyrchol ar sut mae'r gronynnau yn cael eu trefnu mewn solidau, hylifau a nwyon. Mae lleoliad a chyflwr moleciwlau o sylwedd yn dibynnu ar ei gyflwr agregu.

Beth yw solet? Mae ymddygiad microparticles ynddo?

Solid - mae hyn wladwriaeth yn yr amgylchedd materol, y nodwedd arbennig o'r rhain yw cynnal siâp cyson a natur cyson o gynnig thermol microparticles gyflawni mân amrywiadau. Gall y corff fod yn solid, hylif a nwyol wladwriaeth. Mae yna hefyd pedwerydd wladwriaeth, sy'n ysgolheigion modern yn tueddu i briodoli at y nifer o agregau - y plasma hyn a elwir yn.

Felly, yn yr achos cyntaf, yn gyffredinol mae gan unrhyw sylwedd siâp digyfnewid cyson ac mae'n cael effaith fawr ar y ffordd y gronynnau yn cael eu trefnu mewn solidau. Ar y lefel microsgopig, gwelir fod yr atomau sydd yn y solid, yn cael eu cysylltu â'i gilydd gan fondiau cemegol ac maent yn y ddellten grisial.

Ond mae eithriad - deunyddiau amorffaidd, sy'n gadarn, ond mae presenoldeb y ddellten grisial Ni all ymffrostio. Mae'n cael ei ddechrau o hyn ac yn gallu rhoi ateb i sut mae'r gronynnau yn cael eu trefnu mewn solidau. Ffiseg yn yr achos cyntaf yn dangos bod yr atomau neu moleciwlau mewn safleoedd dellt. Ond yn yr ail achos gorchymyn tebyg, yn sicr nid, a sylwedd hwn yn fwy fel hylif.

Ffiseg a strwythur posibl o gorff cadarn

Yn yr achos hwn, mae'r deunydd yn tueddu i gynnal ei gyfaint ac, wrth gwrs, ffurflen. Hynny yw, er mwyn newid yr olaf, ymdrechion y dylid eu gwneud, ac nid yw o bwys a yw'n destun metel, darn o blastig neu glai. Y rheswm yn gorwedd yn ei strwythur moleciwlaidd. I fod yn fwy manwl gywir i siarad, yn y rhyngweithio rhwng y moleciwlau sy'n ffurfio'r corff. Yn yr achos hwn y maent agosaf. trefniant o'r fath o'r moleciwlau yn ailadroddol. Dyna pam y grymoedd atynnu rhwng pob un o'r cydrannau hyn yn uchel iawn.

Mae'r rhyngweithio o microparticles egluro natur eu symudiadau. Siâp neu faint o gorff cadarn hwn i addasu mewn un cyfeiriad, neu yn anodd iawn arall. gronynnau solid y corff yn methu symud ar hap ledled cyfaint y corff solet, ond dim ond amrywio o amgylch pwynt penodol yn y gofod. moleciwlau solet-wladwriaeth yn amrywio ar hap i gyfeiriadau gwahanol, ond yn baglu ar ei hun fel bod yn eu dychwelyd i'w cyflwr gwreiddiol. Dyna pam mae'r gronynnau mewn solidau fel arfer wedi'u lleoli mewn trefn a ddiffinnir yn llym.

Gronynnau a'u trefniant mewn solid

Gall cyrff solet fod o dri math: crisialog, amorffaidd a chyfansoddion. Dyma'r cyfansoddiad cemegol yn effeithio ar y lleoliad y gronynnau mewn solidau.

solidau crisialog cael strwythur archebu. Mae'r atomau neu moleciwlau ffurfio ffurflen gywir gofodol dellten grisial. Felly, mae'r solid, sydd yn y cyflwr crisialog, mae dellten grisial penodol sydd, yn ei dro, yn pennu priodweddau ffisegol penodol. Dyma'r ateb i sut mae'r gronynnau yn cael eu trefnu mewn solid.

Dyma enghraifft: o flynyddoedd lawer yn ôl yn St Petersburg yn y warws i ddal stoc o fotymau tun gwyn gwych, sydd ar dymheredd isel wedi colli eu llewyrch ac o llwyd dur gwyn. Botymau friwsioni i llwyd powdwr. "Pla Tin" - yr hyn a elwir "clefyd", ond mewn gwirionedd roedd ailstrwythuro strwythur grisial o dan ddylanwad tymheredd isel. Tun yn y cyfnod pontio o wyn i amrywiaeth llwyd crymbl i'r powdwr. Crisialau, yn eu tro, yn cael eu rhannu i mono a polycrystalline.

crisialau Sengl a polycrystalline

crisialau sengl (sodiwm halen) - yn grisialau sengl homogenaidd cynrychioli dellten grisial parhaus ar ffurf polygonau rheolaidd. Polycrystals (tywod, siwgr, metelau, cerrig) - yn gyrff crisialog sydd wedi tyfu gyda'i gilydd o grisialau bychain, dosbarthu ar hap. Mae'r crisialau a welwyd y ffenomen o anisotropy.

Amorphousness: achos arbennig

Nid yw corff amorffaidd (resin, rosin, gwydr, ambr) yn glir y drefn gaeth yn drefniant y gronynnau. Mae'r achos hwn yn anarferol, ym mha drefn yw'r gronynnau mewn solidau. Yn yr achos hwn, ceir y ffenomen o priodweddau ffisegol isotropic solidau amorffaidd yn cael eu yr un fath i bob cyfeiriad. Ar dymheredd uchel, maent yn dod fel hylif gludiog, ac yn isel - fel solidau. Pan fydd grym allanol ar yr un pryd arddangos priodweddau elastig, hy crac pan daro gronynnau bach fel solidau, ac mae'r hylifedd: y tymheredd ar amlygiad hirfaith yn dechrau llifo fel hylif. Nid oes rhaid i doddi a crystallization tymheredd pendant. Pan wresogi, meddalu corff amorffaidd.

Mae enghreifftiau o ddeunyddiau amorffaidd

Cymerwch, er enghraifft, siwgr cyffredin ac yn penderfynu ar y lleoliad y gronynnau yn y solidau mewn gwahanol achlysuron ei esiampl. Yn yr achos hwn, gall yr un deunydd yn digwydd ar ffurf grisialog neu amorffaidd. Pan siwgr tawdd yn cael ei solidifies araf, y moleciwlau yn ffurfio rhesi syth - grisialau (siwgr tabl neu siwgr). Os bydd y siwgr wedi toddi, er enghraifft, arllwys i mewn i ddŵr oer, oeri yn digwydd yn gyflym iawn, ac nid y gronynnau yn cael amser i ffurfio rhesi rheolaidd - y toddi solidifies heb ffurfio crisialau. Fel mae'n digwydd Candy siwgr (mae hwn yn siwgr heb crisialog).

Ond ar ôl ychydig, gall sylwedd yn cael ei recrystallized, mae'r gronynnau yn cael eu casglu mewn rhesi rheolaidd. Os Candy siwgr gorwedd i lawr am sawl mis, bydd yn dechrau cael eu cwmpasu gan haen rhydd. Ers grisialau yn ymddangos ar yr wyneb. Bydd Siwgr yn gyfnod mis ychydig, ac ar gyfer carreg - filiynau o flynyddoedd. Enghraifft unigryw yw carbon. Graffit - carbon crisialog, ei strwythur haenau. Mae diemwnt - yw'r mwynau anoddaf ar y ddaear, yn gallu torri'r gwydr a gweld y cerrig, mae'n cael ei ddefnyddio ar gyfer drilio a sgleinio. Yn yr achos hwn un sylwedd - garbon, ond mae'r nodwedd yw'r gallu i ffurfio gwahanol ffurfiau crisialog. Mae hyn yn ateb arall i'r ffordd mae'r gronynnau yn cael eu trefnu mewn solid.

Mae'r canlyniadau. casgliad

Mae strwythur a threfniant y gronynnau mewn solidau yn dibynnu ar i ba fath yn perthyn i'r sylwedd dan sylw. Os bydd y sylwedd yn grisialog, bydd lleoliad y microparticles wisgo drefnus. Nid yw strwythur amorffaidd o nodwedd o'r fath yn meddu arnynt. Ond efallai y cyfansoddion yn perthyn i ddau grŵp cyntaf a'r ail.

Mewn un achos, yr hylif yn ymddwyn yn yr un modd i solid (ar dymheredd isel, sy'n agos at y tymheredd crystallization), ond gall arwain a nwy (os oes cynnydd). Felly, mewn deunydd trosolwg hwn cafodd ei ystyried fel y gronynnau yn cael eu lleoli nid yn unig mewn solidau ac yn nhaleithiau sylfaenol eraill o asiantau agregu.