Состояние вещества обладает характерными качествами. Возможность или отсутствие вероятности сохранения формы и объема, существование либо отсутствие ближнего и дальнего порядка и др. – это «агрегатное состояние».
При изменении агрегатной формы могут происходить резкие изменения плотности, энтропии, свободной энергии и прочих физических свойств.
Вещества могут пребывать в трех основных состояниях: газообразном, твердом и жидком. Но не все способны преобразовываться в каждое из них. Для некоторых характерны лишь два или одно агрегатное состояние.
Газообразная форма вещества характеризируется слабосвязанными или не связанными при помощи сил взаимодействия частицами, кинетическая энергия движения которых в несколько раз больше потенциальной энергии их взаимодействия. Ввиду этого частицы имеют свободу движения и полностью заполняют емкость, в которой находятся, приобретая ее форму.
Вещество в жидкой форме имеет очень подвижные частицы, между которыми небольшие промежутки. Его плотность превышает плотность в газообразном состоянии. Жидкости свойственна текучесть.
Для твердых тел характерна стабильность формы и определенное тепловое движение атомов, вызванное их колебанием. Сравнительно с промежутками между атомами их амплитуда колебания незначительна. Например, агрегатное состояние железа - твердое. Оно имеет устойчивую форму. Сыпучие, но твердые вещества тоже относятся к этой группе. Некоторые люди не знают, какое агрегатное состояние сахара или соли. Ответ: «Твердое».
Еще выделяют такие состояния, как полиморфизм (более двух полиморфных модификаций) и плазма (полностью либо частично ионизированный газ).
Всем простым веществам или химическим соединениям присуща одна форма жидкого состояния и одна – газообразного (за исключением жидких кристаллов).
А вот твердое состояние того же вещества может обладать двумя или больше модификациями, которые отличаются свойствами и внутренним строением. Существование нескольких форм твердого состояния определенного соединения либо простого материала приобрело название «полиморфизм».
На относительную стойкость определенной модификации или фазы влияют условия окружающей среды: давление и температура. Агрегатное состояние и полиморфная форма вещества зависят от их показателей.
Процесс перехода из жидкой формы в газообразную именуется парообразованием. А если парообразование осуществляется лишь с поверхности жидкости - это называется испарением. Преобразование вещества из газообразного состояния обратно в жидкое именуется сжижением.
Сублимацией (возгонкой) называется превращение из твердого в газообразное состояние, а обратный процесс носит название «десублимация». Сублимацию можно рассмотреть на примере замерзания оконных стекол в помещении, выпадения на почву инея и других явлений природы.
Процесс преобразования газообразной формы в жидкую (сжижение) или твердую (десублимация) определяют как единое понятие – конденсация пара. Исходя из этого, такое состояние рассматривают как конденсированное.
Переход в жидкую форму из твердой именуется плавлением, а обратная трансформация – отвердеванием, а под воздействием низких температур – замерзанием. Осуществление преобразования модификации твердой формы в иную носит название «полиморфное превращение» (переход).
В то время, как изменяется агрегатное состояние вещества или осуществляется полиморфное преобразование, выделяется или поглощается теплота. Так происходит, например, при сублимации, парообразовании, плавлении, испарении и т.д.
По тому, поглощается тепло или выделяется, можно сделать выводы об устойчивости полиморфной формы или агрегатного состояния вещества в тех или иных температурных условиях. Формы, в которые переход сопровождается поглощением тепла, более устойчивы при высоких температурах. А низкие температуры больше подходят тем, в которые переходу сопутствует выделение тепла. Испарение и плавление протекает в сопровождении поглощения тепла, вследствие чего гораздо устойчивее твердого в условиях высоких температур жидкое состояние. А в среде более высокого показателя температуры газообразная форма будет более устойчивой, чем жидкая.
