ервний перехід з рідкогостану в газоподібний, минаючи область, де газ і Ж. співіснують. Таким чином,при нагріванні або зменшенні щільності властивості Ж. (теплопровідність,в'язкість, самодифузія та ін), як правило, змінюються у бік зближення звластивостями газів. Поблизу ж температури кристалізації більшість властивостейнормальних Ж. (щільність, стисливість, теплоємність, електропровідність і т.д.) близькі до таких же властивостям відповідних твердих тіл. У табл. наведенізначення теплоємності при постійному тиску ( З р ) рядуречовин в твердому і рідкому станах при температурі кристалізації. Мале відмінністьцих теплоємностей показує, що тепловий рух в Же і твердих тілахпоблизу температури кристалізації має приблизно однаковий характер.
Молекулярна теорія рідини. За своєю природою сили міжмолекулярноївзаємодії в Ж. і кристалах однакові і мають приблизно однаковівеличини. Наявність в Же сильного міжмолекулярної взаємодії обумовлює,зокрема, існування поверхневого натягу на межі Ж. з будь інсередовищем. Дякуючи поверхневому натягу Ж. прагне прийняти таку форму,при якій її поверхня (при даному обсязі) мінімальна. Невеликі обсяги Ж.мають зазвичай характерну форму краплі. У відсутності зовнішніх сил, коли діютьтільки міжмолекулярні сили (наприклад, в умовах невагомості), Ж. набуваєформу кулі. Вплив поверхневого натягу на рівновагу і рух вільноїповерхні Ж., кордонів Же з твердими тілами або кордонів між несмешивающимисяЖ. відноситься до області капілярних явищ.
3. Агрегатний станречовини - тверде тіло
Тверде тіло, одне з чотирьох агрегатних станівречовини, що відрізняється від ін агрегатних станів (рідини, газів, плазми )стабільністю форми та характером теплового руху атомів, що здійснюють маліколивання близько положень рівноваги. Поряд з кристалічним станом Т. т.існує аморфний стан, в тому числі склоподібного стану. Кристалихарактеризуються далеким порядком в розташуванні атомів. В аморфних тілахдалекий порядок відсутній.
Т. т. - основнийматеріал, використовуваний людиною. Від крем'яних знарядь неандертальця досучасних машин і механізмів - у всіх технічних пристосуваннях, створенихлюдиною, використовуються різні властивості Т. т. Якщо на ранніх ступеняхрозвитку цивілізації використовувалися механічні властивості Т. т., якібезпосередньо відчутні людиною (твердість, маса, пластичність, пружність, крихкістьі т. п.), і Т. т. застосовувалося лише як конструкційний матеріал, то всучасному суспільстві використовується величезний арсенал фізичних властивостей Т. т.(Електричних, магнітних, теплових та ін), як правило, не доступнихбезпосередньому людському сприйняттю і що виявляються тільки прилабораторних дослідженнях.
Механічні властивості Т.т. (реакції на зовнішнімеханічні дії - стиск, розтяг, вигин, удар і т. д.)визначаються силами зв'язку між його структурними частинками. Різноманіття цихсил призводить до різноманітності механічних властивостей: одні Т. т. пластичні, іншітендітні. Зазвичай метали, в яких сили зв'язку визначаються колективнимдією електронів провідності, більш пластичні, ніж діелектрики; наприклад,деформація Cu при кімнатній температурі у момент розриву досягає декількохдесятків%, а NaCI руйнується майже без деформації (крихкість). Механічніхарактеристики змінюються з температурою, наприклад з підвищенням температурипластичність зазвичай збільшується. У більшості Т. т. реакція на зовнішнємеханічна дія залежить від його темпу: крихке при ударі Т. т. можевитримати значно більшу статичну навантаження.
При невеликих статичнихнавантаженнях у всіх Т. т. спостерігається лінійне співвідношення між напругою ідеформацією (Гуку закон) . Така деформація називається пружною. Пружнадеформація оборотна: при знятті напруги вона зникає. Для ідеальногомонокристала (без дефектів) область оборотної деформації спостерігалася б аждо руйнування, причому межа міцності мав би відповідати силамзв'язку між атомами. При великих навантаженнях реакція реального Т. т. істотнозалежить від дефектності зразка (від наявності або відсутності дислокацій, відрозмірів кристалічних зерен і т. п.) - руйнування починається в найслабшихмісцях. Дислокація - найбільш рухливий дефект кристала, тому самедислокації в більшості випадків визначають його пластичність. Поява(Народження) і переміщення дислокації - елементарні акти пластичності.
Теплові властивості Т. т. У більшості Т. т. теплоємність З при кімнатних температурах наближено підпорядковується Дюлонга і Пті закону: З = 3 Rкал/моль (R - газова постійна) . Закон Дюлонга і Пті - наслідоктого, що за теплові властивості Т. т. при високих температурах відповідальніколивальні рухи атомів, підлягають закону равнораспределенія (середняенергія, що припадає на одну коливальну ступінь свободи, дорівнює kT ) . Спостережувані при високих температурах відхилення від закону Дюлонга і Птіпояснюються підвищенням ролі ангармонізму коливань. Зниження температурипризводить до зменшення теплоємності; завдяки квантовому"Заморожування" середня енергія коливання Ek , визначуванавиразом:, менше kT. При самих низьких температурах частинатеплоємності, обумовлена ​​коливаннями решітки, С ~ T 3 . Коливальна частина теплоємності Т. т. може бути представлена ​​як теплоємністьгазу фононів.
Теплопровідність залежитьвід типу Т. т. Метали володіють значно більшою теплопровідністю, чимдіелектрики, що пов'язано з участю електронів провідності в перенесенні тепла(Див. нижче). Теплопровідність - структурно чутливе властивість. Коефіцієнттеплопровідності залежить від кристалічного стану (моно-абополікристал), наявності або відсутності дефектів і т. п. Явище теплопровідностізручно описувати, використовуючи концепцію квазічастинок. Всі квазічастинки (першвсього фонони) переносять тепло, причому, згідно кінетичної теорії газів,внесок кожного з газів квазічастинок в коефіцієнт теплопровідності можназаписати у вигляді: , де g - чисельний множник, З - теплоємність,? - Середня теплова швидкість, l - довжина вільного пробігу квазічастинок.Величина l визначається розсіюванням квазічастинок, яке в разіфонон-фононних зіткнень - наслідок ангармонічності коливань.
4. Четверте стан речовини - плазма
Плазма (відгреч. plГЎsma - виліплене, оформлене), частково або повністюіонізований газ, в якому густини позитивних і негативних зарядівпрактично однакові. При досить сильному нагріванні будь-яка речовинавипаровується, перетворюючись на газ. Якщо збільшувати температуру і далі, різкопосилиться процес термічної іонізації, тобто молекули газу почнуть розпадатисяна складові їх атоми, які потім перетворюються в іони. Іонізація газу,крім того, може бути викликана його взаємодією з електромагнітнимвипромінюванням (фотоіонізація) або бомбардуванням газу зарядженими частинками.
Вільнізаряджені частинки - особливо електрони - легко переміщуються під дієюелектричного поля. Тому в стані рівноваги просторові зарядивходять до складу П. негативних електронів і позитивних іонів повиннікомпенсувати один одного так, щоб повне поле всередині П. було дорівнює нулю.Саме звідси випливає необхідність практично точного рівності густинелектронів та іонів у П. - її "квазінейтральності". Порушенняквазінейтральності в обсязі, займаному П., веде до негайного появисильних електричних полів просторових зарядів, тут же відновлюютьквазінейтральность. Ступенем іонізації П. a називається відношення числаионизованного атомів до повного їхнього числа в одиниці об'єму П. В залежності відвеличини a говорять про слабо, сильно і повністю іонізованої П.
Термін"Плазма" у фізиці був введений в 1923 американським вченими І. Ленгмюраі Л. Тонкс, які проводили зондові вимірювання (див. нижче) параметрівнизькотемпературної газорозрядної П. Кінетика П. розглядалася в роботах Л. Д.Ландау в 1936 і 1946 і...
