Главная страница » Твердое состояние
Химия

Твердое состояние

Мы объясним, что такое твердое состояние и каковы физические характеристики этого состояния материи. Примеры твердых тел
Благодаря когезии твердые тела имеют четкие границы и собственный объем

Что такое твердое состояние?

Твердое состояние является одной из четырех основных форм материи , наряду с жидкостью газом плазмой. Эти формы называются агрегатными состояниями материи

Материя в твердом состоянии (или просто твердые тела) характеризуется особым расположением частиц , основанным на очень жестких и прочных связях, что приводит к очень четко определенной физической структуре. Это происходит благодаря когезионным силам между частицами, которые отвечают за сохранение формы и объема твердого тела, а также за придание ему определенного запаса твердости и прочности

Однако эти силы можно преодолеть с помощью физических процессов фазового перехода , которые могут превратить твердое тело в жидкость или газ. Такие процессы называются:

  • Таяние. Физический процесс приложения тепла к твердому телу для повышения его температуры до достижения им температуры плавления (температура, при которой твердое тело переходит в жидкое состояние, при которой твердое тело и жидкость сосуществуют в термодинамическом равновесии). Когда температура превышает эту точку, энергия твердого тела увеличивается настолько, что нарушается сцепление между его частицами и происходит фазовый переход. Плавление также зависит от давления, которому подвергается твердое вещество.
  • Сублимация. Физический процесс, при котором твердое вещество переходит непосредственно в газовую фазу без предварительного прохождения через жидкую фазу. Этого можно достичь, манипулируя температурой и давлением в условиях, специфичных для твердого тела, таким образом, предотвращая его прохождение через жидкую фазу до достижения пара. Примером может служить возгонка твердого йода (I), при которой образуется газ фиолетового цвета.

 

Физические характеристики твердого тела

Материя в твердом состоянии обладает следующими характеристиками:

  • (Жесткость.)В целом, материя в твердом состоянии сопротивляется деформации. Например: скручивание, изгиб, растрескивание. Только в случае преодоления сопротивления твердые тела меняют форму (постоянно или временно, в зависимости от их упругости).
  • Несжимаемость. В отличие от газов и жидкостей, твердые тела не могут быть сжаты, т.е. их частицы больше не могут удерживаться вместе. Вместо этого, при воздействии сильного сжимающего усилия, они склонны к разрушению или расщеплению на мелкие кусочки.
  • Твердость. В целом, твердые вещества устойчивы к проникновению других твердых веществ, включая царапание их поверхности. Это известно как твердость, физическая прочность против воздействия других твердых тел. Самым твердым из известных материалов является алмаз.
  • хрупкость. Твердые вещества можно разбить на более мелкие кусочки.
  • эластичность. В отличие от хрупкости и твердости, упругость – это способность некоторых твердых тел подвергаться кратковременной деформации под действием силы, а затем возвращаться к своей первоначальной форме после прекращения действия силы. Упругие материалы обладают памятью формы, которая позволяет им возвращаться в прежнее положение.
  • высокая плотность. Большинство твердых тел имеют относительно высокую плотность , поскольку их составные частицы плотно связаны друг с другом.
  • Malleability. Некоторые твердые тела обладают способностью к деформации. Благодаря этому свойству можно получать тонкие листы материала без разрывов.
  • Будучи твердыми, твердые тела имеют определенную форму и не текут, как жидкости и газы.

Примеры твердого состояния

Примерами твердого вещества являются:

  • Металлы. За единственным исключением ртути (Hg), металлы при комнатной температуре сохраняют свою твердость и прочность благодаря металлическим связям между их атомами. Однако при достаточном нагреве (как в кузницах или литейных цехах) металлы текут как жидкость и могут принимать другие формы.
  • Жидкая вода, когда ее доводят до точки замерзания, т.е. когда тепловая энергия отводится от нее до 0 °C, кристаллизуется и становится льдом, прозрачным, твердым веществом.
  • Камни Состоящие из минералов и известковых или осадочных элементов, камни, встречающиеся на любой дороге, являются ярчайшим примером твердости, возможной на планете.
  • В результате соединения таких материалов, как гравий, вода и порошкообразный цемент, сначала в виде влажной пасты, а затем в виде чрезвычайно твердого материала после высыхания, он ежедневно используется в строительной промышленности
  • Кости. Минерализованные кальцием, получаемым из нашего рациона, кости нашего тела или тела любого позвоночного животного обеспечивают наибольшую прочность организма.
Аватар

Дмитрий Смирнов

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий