Перечислите основные свойства газов жидкостей и твердых тел кратко
Обновлено: 07.07.2024
Соотношение между кинетической энергией молекул и потенциальной энергией межмолекулярного взаимодействия.
Расстояния сравнимы с размерами частиц. Истинно твердые тела имеют кристаллическую структуру (дальний порядок упорядоченности).
Колебания около положения равновесия.
Потенциальная много больше кинетической. Силы взаимодействия большие.
Сохраняют форму и объем. Упругость. Прочность. Твердость. Имеют определенную точку плавления и кристаллизации.
Расположены почти вплотную друг к другу. Наблюдается ближний порядок упорядоченности.
В основном колеблются около положения равновесия, изредка перескакивая в другое. С повышением температуры время оседлой жизни уменьшается.
Кинетическая энергия лишь незначительно меньше по модулю потенциальной энергии.
Сохраняют объем, но не сохраняют форму. Мало сжимаемы. Текучи.
Расстояния много больше размеров частиц. Расположение совершенно хаотическое.
Хаотическое движение с многочисленными столкновениями. Скорости сравнительно большие.
Кинетическая энергия много большепотенциальной по модулю.
Не сохраняют ни форму, ни объем. Легко сжимаемы. Заполняют весь предоставленный им объем.
Химики изучают превращения веществ, находящихся в трех агрегатных состояниях – газообразном (газы), жидком (жидкости) и твердом (твердые аморфные тела либо кристаллы) (табл. 8.1).
Свойства газов, жидкостей, твердых веществ
Газы. Наиболее характерным свойством является сжимаемость и способность расширяться. Газы не имеют собственной формы, они расширяются до тех пор, пока равномерно не заполнят весь сосуд, куда их поместили. Это означает, что газы не имеют собственного объема, т.е. объем газа определяется объемом сосуда, в котором он находится. Газ оказывает на стенки сосуда давление, одинаковое во всех направлениях. Еще одним свойством газов является их способность смешиваться друг с другом в любых соотношениях.
Жидкости. Подобно газам, жидкости не имеют определенной формы. Жидкость принимает форму того сосуда, в котором она находится, при установившемся под влиянием силы тяжести некотором ее уровне. Однако в отличие от газа жидкость имеет собственный объем. Сжимаемость жидкостей очень мала. Для того чтобы заметно сжать жидкость, требуется очень высокое давление.
Твердые вещества. Твердые тела отличаются от жидкостей и газов наличием собственной формы и определенного объема. Сжимаемость твердых тел чрезвычайно мала даже при очень высоких давлениях.
Газообразному состоянию присущи две особенности:
1) расстояние между молекулами обычно в несколько раз превышает их размеры;
2) газы способны занимать весь объем предоставленного им пространства.
Газы в отличие от жидкостей и твердых тел могут сравнительно легко сжиматься. Для того чтобы хорошо понимать особенности строения газообразного вещества, нужно знать, чему равен молярный объем газа, какова взаимосвязь между занимаемым газом объемом и количеством вещества, температурой и давлением, как определить среднее расстояние между молекулами газа и как оно зависит от его давления, с какой скоростью двигаются молекулы газообразного вещества и от чего эта скорость зависит.
Молярный объем газа – постоянная величина, поскольку она мало зависит от природы вещества. Молярный объем при давлении 1 атм (101,3 кПа) и температуре 0 °С (273 K) по закону Авогадро равен 22,4 л. Газ, строго подчиняющийся закону Авогадро, принято называть идеальным.
Выбранные условия (1 атм, 0 °С) названы нормальными (н.у.). В школьных курсах химии и физики незначительными отклонениями свойств реальных газов от вытекающих из закона Авогадро для идеального газа пренебрегают. Естественно, что молярный объем газа зависит от температуры и давления. При 25 °С и давлении 1 атм (эти условия названы стандартными) молярный объем идеального газа равен уже 24,4 л.
Молярные объемы реальных газов при одних и тех же условиях несколько отличаются от молярного объема идеального газа (табл. 8.2).
Молярные объемы некоторых газов при 0 °С и 1 атм
Поясним понятие молярного объема на примере следующего мысленного эксперимента. В цилиндрический сосуд, разделенный на две равные части резиновой мембраной, помещены равные количества веществ хлора и водорода (рис. 8.1) (газы считать идеальными). Произойдет ли выдавливание резиновой мембраны, разделяющей сосуд, в сторону одного из газов?
Рис. 8.1.
Сравнение давлений, создаваемых
равными количествами веществ
хлора и водорода
При ответе на поставленный вопрос необходимо иметь в виду, что давление газа создается за счет ударов его молекул о стенки сосуда. Поскольку количества молекул с обеих сторон мембраны равны, а масса молекулы хлора почти в 35,5 раза больше массы молекулы водорода, можно предположить, что молекулы хлора создадут большее давление и перегородка выдавится в сторону водорода.
Однако этот ответ неверен, потому что не учтено различие в скоростях движения молекул хлора и водорода. Молекулы водорода двигаются быстрее. Увеличение массы молекулы газа компенсируется уменьшением скорости ее движения. Поэтому давления, создаваемые различными газами, в итоге окажутся равными. Формулировку закона Авогадро в связи с вышеизложенным можно изменить: газы при одинаковых условиях занимают равные объемы, а значит, создают равные давления.
Скорость движения молекул газов. Очевидно, что молекулы газа в один и тот же момент времени движутся с разными скоростями. В расчетах скоростей движения молекул воздуха при 20 °С были получены данные, представленные в табл. 8.3.
1. Наиболее характерным свойством газов является их сжимаемость и способность расширяться. Газы не имеют собственной формы и расширяются до тех пор, пока не заполнят весь сосуд, принимая его форму. По той же причине газы не имеют собственного объема, объем газа определяется объемом сосуда, в котором он находится. Газ оказывает на стенки сосуда постоянное давление, одинаковое во всех направлениях. Характерным свойством газов является также то, что они способны смешиваться друг с другом в любых соотношениях.
2. Жидкости. В жидком состоянии (при обычных условиях!) могут находиться металлические (например, ртуть) или ковалентные соединения (вода, бензол, этиловый спирт и т.д.). Подобно газам, жидкости не имеют собственной формы и принимают форму того сосуда, в котором они находятся, однако, в отличие от газов, жидкости имеют вполне определенный собственный объем.
Сжимаемость жидкостей, в отличие от газов, очень мала, и для того, чтобы заметно сжать жидкость, необходимо очень высокое давление.
Далее мы подробно рассмотрим свойства газообразных веществ, поскольку газовые законы широко используются для решения многих химических проблем.
Этот урок посвящён изучению свойств газов, жидкостей, твёрдых тел. В начале урока мы вспомним, как взаимодействуют частицы вещества, а далее рассмотрим особенности каждого агрегатного состояния в отдельности. В конце урока мы узнаем об аморфном состоянии – промежуточном состоянии между твёрдыми и жидкими телами.
Читайте также: