Большая советсткая энциклопедия Агрегатные состояния

Агрегатные состояния

Агрегатные состояния вещества, состояния одного и того же вещества (например, воды, железа, серы), переходы между которыми сопровождаются скачкообразными изменениями свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств. Так, вода при нормальном давлении 101 325н/м² = 760 мм рт. ст. и при 0°С кристаллизуется в лёд, а при 100°С кипит и превращается в пар. Следовательно, вода может существовать в твёрдом, жидком и газообразном А. с. К трём указанным А. с. вещества часто причисляют ещё плазму. Существование нескольких А. с. обусловлено различиями в характере теплового движения молекул (атомов) вещества и в их взаимодействии. В газах молекулы почти не взаимодействуют и движутся свободно, заполняя весь объём, в котором газ находится. У жидкостей и твёрдых тел — конденсированных систем — молекулы (атомы) расположены близко друг от друга и взаимодействуют со значительными силами. Это приводит к сохранению жидкостями и твёрдыми телами определённого объёма. Однако характер движения молекул в жидкостях и в твёрдых телах различен, чем и объясняется различие их структуры и свойств. У твёрдых тел в кристаллическом состоянии атомы совершают лишь небольшие колебания вблизи узлов кристаллической решётки; структура этих тел характеризуется высокой степенью упорядоченности — дальним порядком в расположении атомов (см. Дальний порядок и ближний порядок). Тепловое движение молекул жидкости представляет собой сочетание малых колебаний около положений равновесия и частых перескоков из одного положения равновесия в другое. Последние и обусловливают существование в жидкостях лишь ближнего порядка в расположении молекул (атомов), а также свойственные жидкому состоянию подвижность и текучесть.

Плазму выделяют в особое А. с. вещества в связи с тем, что заряженные частицы плазмы, в отличие от нейтральных молекул обычного газа, взаимодействуют друг с другом на больших расстояниях. Этим объясняется ряд своеобразных свойств плазмы.

Переходы из более упорядоченного по структуре А. с. вещества в менее упорядоченное могут происходить как скачком при определённых температуре и давлении (см. Плавление, Кипение), так и непрерывно (см. Фазовый переход). Возможность непрерывных переходов (например, жидкости в пар — см. Критические явления) указывает на некоторую условность выделения А. с. веществ. Эта условность подтверждается существованием твёрдых аморфных веществ, сохранивших структуру жидкости (см. Аморфное состояние); нескольких видов кристаллического состояния у ряда веществ (см. Полиморфизм); жидких кристаллов; существованием у полимеров особого высокоэластического состояния, промежуточного между стеклообразным и жидким, и другими явлениями. В связи с этим в современной физике вместо понятия А. с. вещества пользуются более широким понятием фазы (см. Фаза в термодинамике).