Stany skupienia substancji

 

Rozróżniamy trzy typowe stany skupienia substancji:

- Stan stały obejmujący substancje o określonej budowie wewnętrznej i określonej formie zewnętrznej, zwane ciałami stałymi. W ciałach stałych elementy ich wewnętrznej budowy (np. atomy, cząsteczki) są rozmieszczone w postaci określonych utworów geometrycznych. Między cząsteczkami ciał stałych działają siły spójności, utrzymujące kształt ciała.

- Stan ciekły obejmujący substancje, w których cząsteczki są ze sobą luźno powiązane j wskutek tego mogą zmieniać swoje po łożenie. Przyjmują one kształt naczyń, w których się znajdują, a przy rozlaniu na płaszczyznę tworzą w małych ilościach — krople, a w większych — bryły płaskie o nieokreślonych zarysach. Substancje o takich cechach nazywamy ciałami ciekłymi lub wprost cieczami.

-Stan gazowy obejmujący substancje, w których cząsteczki są od siebie niezależne i nie związane siłami spójności, natomiast znajdują się w ciągłym ruchu postępowym, wskutek czego rozprzestrzeniają się, wypełniając każdą dostępną przestrzeń. Substancje w stanie gazowym, zwane również ciałami gazowymi lub wprost gazami, przyjmują objętość zamkniętego naczynia, w którym się znajdują.

Ciała mogą zmieniać swój stan skupienia, a więc przechodzić ze stanu stałego w stan ciekły, z ciekłego w gazowy i odwrotnie. Zmiana stanu skupienia ciał zależy od temperatury i ciśnienia. Wiadomo, że czysta woda, znajdująca się pod ciśnieniem normalnym przechodzi w stan stały pod postacią lodu począwszy od temperatury bezwzględnej 273 K (0°C), a zamienia się w parę począwszy od 373°K (czyli 100°C). W miarę jednak zmiany ciśnienia zmienia się również temperatura, w której rozpoczyna się zmiana stanu skupienia wody. Lód można stopić nie tylko przez podniesienie temperatury, lecz również przez zwiększenie ciśnienia, a temperatura wrzenia wody jest tym wyższa, im wyższe jest ciśnienie na nią wywierane. Jak wiadomo, stosując odpowiednie warunki temperatury i ciśnienia można skroplić powietrze, a w bardzo niskiej temperaturze przeprowadzić je w stan stały. Tak samo można zmienić stan skupienia metali, soli i innych ciał.

Przechodzenie ciał ze stanu ciekłego w gazowy nazywa się parowaniem. Są wypadki, że ciało przechodzi od razu ze stanu stałego w gazowy. Taka zmiana stanu skupienia ciała nazywa się sublimacją. Tak np. pierwiastek jod, który w normalnych warunkach jest ciałem stałym, podczas ogrzewania pod normalnym ciśnieniem, przechodzi bezpośrednio w stan pary, czyli sublimuje.

Jeśli parowanie cieczy odbywa się nie tylko na powierzchni, ale I wewnątrz cieczy, to zjawisko takie nazywamy wrzeniem.