Хүний эргэн тойронд байгаа бүх зүйл, тэр дундаа өөрийгөө ч гэсэн бодисоос бүрдсэн бие махбодь гэдгийг мэддэг. Эдгээр нь эргээд молекулуудаас, сүүлийнх нь атомуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь бүр ч жижиг бүтэцтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эргэн тойрон дахь олон янз байдал нь маш их тул ямар нэгэн нийтлэг байдлыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Бас байдаг. Нэгдлүүд нь хэдэн саяар тоологдох бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь шинж чанар, бүтэц, үүргийн хувьд өвөрмөц байдаг. Нийтдээ хэд хэдэн фазын төлөвийг ялгаж, тэдгээрийн дагуу бүх бодисыг харилцан уялдуулах боломжтой.
Материалын төлөв
Нэгдлүүдийн нэгдсэн төлөвийн дөрвөн сонголт байна.
- Хий.
- Хатуу.
- Шингэн.
- Сийвэн нь маш ховордсон ионжуулсан хий юм.
Энэ нийтлэлд бид шингэний шинж чанар, тэдгээрийн бүтцийн онцлог, боломжит гүйцэтгэлийн параметрүүдийг авч үзэх болно.
Шингэн биетүүдийн ангилал
Энэ хуваагдал нь шингэний шинж чанар, тэдгээрийн бүтэц, химийн бүтэц, түүнчлэн нэгдлийг бүрдүүлэгч хэсгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн төрлүүд дээр суурилдаг.
- Ван дер Ваалсын хүчээр нэгтгэсэн атомуудаас тогтдог ийм шингэн. Жишээ нь шингэн хий (аргон, метан болон бусад).
- Хоёр ижил атомаас тогтсон бодис. Жишээ нь: шингэрүүлсэн хий - устөрөгч, азот, хүчилтөрөгч болон бусад.
- Шингэн металл - мөнгөн ус.
- Ковалентын туйлын холбоогоор холбогдсон элементүүдээс бүрдэх бодис. Жишээ нь: устөрөгчийн хлорид, устөрөгчийн иодид, хүхэрт устөрөгч болон бусад.
- Устөрөгчийн холбоо агуулагдах нэгдлүүд. Жишээ нь: ус, спирт, уусмал дахь аммиак.
Мөн тусгай шинж чанартай шингэн талст, Ньютоны бус шингэн гэх мэт тусгай бүтэц байдаг.
Бид шингэний бусад бүх төлөв байдлаас ялгагдах үндсэн шинж чанаруудыг авч үзэх болно. Юуны өмнө эдгээрийг физик гэж нэрлэдэг.
Шингэнгийн шинж чанар: хэлбэр ба хэмжээ
Нийтдээ 15 орчим шинж чанарыг ялгаж авч үзвэл тухайн бодисууд юу болох, тэдгээрийн үнэ цэнэ, онцлог нь юу болохыг тайлбарлах боломжтой.
Шинггэний ийм нэгдлийн төлөвийг дурьдахад хамгийн түрүүнд санаанд орж ирдэг хамгийн анхны физик шинж чанар бол хэлбэрээ өөрчилж, тодорхой эзэлхүүнийг эзлэх чадвар юм. Жишээлбэл, хэрэв бид шингэн бодисын хэлбэрийн талаар ярих юм бол түүнийг байхгүй гэж үзэхийг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг. Гэсэн хэдий ч энэ нь тийм биш юм.
Мэдэгдэж буй таталцлын хүчний үйлчлэлээр бодисын дусал тодорхой хэмжээний хэв гажилтанд ордог тул хэлбэр нь тасарч, тодорхой бус болдог. Гэсэн хэдий ч, хэрэв та таталцал үйлчилдэггүй нөхцөлд дусал байрлуулбалэсвэл ноцтой хязгаарлагдмал, дараа нь бөмбөгний хамгийн тохиромжтой хэлбэрийг авах болно. Тиймээс "шингэний шинж чанарыг нэрлэ" гэсэн даалгаврыг өгснөөр өөрийгөө физикийн мэдлэгтэй гэж үздэг хүн энэ баримтыг дурдах хэрэгтэй.
Эзэлхүүний хувьд энд хий, шингэний ерөнхий шинж чанарыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тэд хоёулаа байгаа орон зайг бүхэлд нь эзлэх чадвартай бөгөөд зөвхөн савны ханаар хязгаарлагддаг.
Наалдамхай чанар
Шингэний физик шинж чанар нь маш олон янз байдаг. Гэхдээ тэдгээрийн нэг нь зуурамтгай чанар гэх мэт өвөрмөц юм. Энэ юу вэ, үүнийг хэрхэн тодорхойлох вэ? Харгалзаж буй утгаас хамаарах үндсэн параметрүүд нь:
- шүргэх стресс;
- хөдөлгөөнт хурдны налуу.
Заасан утгуудын хамаарал нь шугаман байна. Хэрэв бид илүү энгийн үгээр тайлбарлавал зуурамтгай чанар нь эзэлхүүнтэй адил шингэн ба хийн шинж чанарууд бөгөөд тэдгээрт нийтлэг байдаг шинж чанарууд бөгөөд гадны нөлөөллөөс үл хамааран хязгааргүй хөдөлгөөнийг илэрхийлдэг. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв савнаас ус урсах юм бол энэ нь ямар ч нөлөөллөөр (таталцал, үрэлт болон бусад үзүүлэлтүүд) хэвээр байх болно.
Энэ нь Ньютоны бус шингэнээс ялгаатай бөгөөд тэдгээр нь илүү наалдамхай бөгөөд ардаа цаг хугацааны явцад дүүрдэг нүх үлдээдэг.
Энэ үзүүлэлт юунаас хамаарах вэ?
- Температураас. Температур нэмэгдэхийн хэрээр зарим шингэний зуурамтгай чанар нэмэгддэг бол зарим нь эсрэгээрээбуурдаг. Энэ нь тодорхой нэгдэл болон түүний химийн бүтцээс хамаарна.
- Дарамт шахалтаас. Өсөлт нь зуурамтгай байдлын индексийг нэмэгдүүлдэг.
- Бодисын химийн найрлагаас. Цэвэр бодисын дээжинд хольц болон гадны бүрэлдэхүүн хэсгүүд байгаа үед зуурамтгай чанар өөрчлөгддөг.
Дулааны багтаамж
Энэ нэр томъёо нь тухайн бодис тодорхой хэмжээний дулааныг шингээж өөрийн температурыг Цельсийн нэг хэмээр нэмэгдүүлэх чадварыг хэлнэ. Энэ үзүүлэлтийн хувьд өөр өөр холболтууд байдаг. Зарим нь илүү их, бусад нь бага дулаан багтаамжтай.
Тиймээс жишээ нь ус бол маш сайн дулаан хуримтлуулагч бөгөөд үүнийг халаалтын систем, хоол хийх болон бусад хэрэгцээнд өргөнөөр ашиглах боломжийг олгодог. Ерөнхийдөө дулааны багтаамжийн индекс нь шингэн тус бүрийн хувьд тус тусдаа байдаг.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал
Ихэнхдээ "шингэний шинж чанарыг нэрлэ" гэсэн даалгаврыг хүлээн авсны дараа тэд гадаргуугийн хурцадмал байдлыг тэр даруй санаж байна. Эцсийн эцэст хүүхдүүдийг физик, хими, биологийн хичээл дээр танилцуулдаг. Мөн зүйл бүр энэ чухал параметрийг өөр өөрийнхөөрөө тайлбарладаг.
Гадаргууны хурцадмал байдлын сонгодог тодорхойлолт нь дараах байдалтай байна: энэ нь фазын хил юм. Өөрөөр хэлбэл, шингэн нь тодорхой эзэлхүүнийг эзлэх үед гадна талдаа хийн орчин - агаар, уур эсвэл бусад бодисоор хиллэдэг. Тиймээс фазын тусгаарлалт нь контактын цэг дээр үүсдэг.
Үүний зэрэгцээ молекулууд өөрсдийгөө аль болох олон тоосонцороор хүрээлэх хандлагатай байдаг бөгөөд ингэснээрээшингэнийг бүхэлд нь шахах. Тиймээс гадаргуу нь сунасан мэт харагдаж байна. Үүнтэй ижил шинж чанар нь таталцлын хүч байхгүй үед шингэн дуслын бөмбөрцөг хэлбэрийг тайлбарлаж болно. Эцсийн эцэст, энэ хэлбэр нь молекулын энергийн үүднээс хамгийн тохиромжтой хэлбэр юм. Жишээ нь:
- савангийн хөөс;
- буцалж буй ус;
- жингүйдэлд шингэн унадаг.
Зарим шавжнууд гадаргын хурцадмал байдлаас болж усны гадаргуу дээр яг "алхаж" дасан зохицсон байдаг. Жишээ нь: усан довтлогч, усны шувууд, зарим хорхойтнууд.
Өнгө
Шингэн болон хатуу бодисын нийтлэг шинж чанарууд байдаг. Тэдний нэг нь шингэн юм. Бүх ялгаа нь эхнийх нь хувьд энэ нь хязгааргүй юм. Энэ параметрийн мөн чанар юу вэ?
Хэрэв та шингэн биед гадны хүч үйлчилбэл тэр нь хэсэг хэсгээрээ хуваагдан бие биенээсээ тусгаарлагдана, өөрөөр хэлбэл урсах болно. Энэ тохиолдолд хэсэг бүр нь савны бүх эзэлхүүнийг дахин дүүргэх болно. Хатуу бодисын хувьд энэ шинж чанар хязгаарлагдмал бөгөөд гадаад нөхцөл байдлаас хамаарна.
Температураас хамаарах шинж чанарууд
Эдгээрт бидний авч үзэж буй бодисыг тодорхойлох гурван үзүүлэлт багтана:
- хэт халалт;
- хөргөх;
- буцалж байна.
Шингэнгийн хэт халалт, гипотерми зэрэг шинж чанарууд нь буцлах ба хөлдөх чухал цэгүүдтэй (цэгүүд) шууд хамааралтай байдаг. Хэт халсан шингэн нь температурт өртөх үед халах чухал цэгийн босгыг давсан боловч буцалж буй гадаад шинж тэмдэггүй шингэн юм.
Supercooled, тус тус дуудагдсанбага температурын нөлөөн дор өөр фаз руу шилжих эгзэгтэй цэгийн босгыг давсан боловч хатуу болж чадаагүй шингэн.
Эхний болон хоёр дахь тохиолдолд ийм шинж чанар илрэх нөхцөл бий.
- Системд механик нөлөө үзүүлэхгүй (хөдөлгөөн, чичиргээ).
- Гэнэтийн үсрэлт, уналтгүй жигд температур.
Сонирхолтой баримт гэвэл хэт халсан шингэн рүү (жишээ нь ус) гадны биет шидвэл тэр даруй буцалгана. Та үүнийг цацрагийн нөлөөн дор (богино долгионы зууханд) халааж авах боломжтой.
Материйн бусад үе шатуудтай зэрэгцэн орших
Энэ параметрийн хоёр сонголт байна.
- Шингэн - хий. Ийм системүүд нь байгальд хаа сайгүй байдаг тул хамгийн өргөн тархсан байдаг. Эцсийн эцэст усны ууршилт нь байгалийн мөчлөгийн нэг хэсэг юм. Энэ тохиолдолд үүссэн уур нь шингэн устай нэгэн зэрэг оршдог. Хэрэв бид хаалттай системийн тухай ярих юм бол ууршилт тэнд бас тохиолддог. Зүгээр л уур маш хурдан ханаж, бүхэл систем бүхэлдээ тэнцвэрт байдалд ордог: шингэн - ханасан уур.
- Шингэн - хатуу бодис. Ялангуяа ийм систем дээр өөр нэг шинж чанар нь мэдэгдэхүйц юм - чийгшүүлэх чадвар. Ус ба хатуу биетийн харилцан үйлчлэлд сүүлийнх нь бүрэн, хэсэгчлэн норгож, эсвэл бүр усыг зайлуулж болно. Усанд хурдан, бараг хязгааргүй уусдаг нэгдлүүд байдаг. Үүнийг огт хийх чадваргүй хүмүүс байдаг (зарим металл, алмаз болон бусад).
Ерөнхийдөө гидроаэромеханикийн шинжлэх ухаан нь шингэний бусад агрегацын төлөвт байгаа нэгдлүүдтэй харьцах үйлчлэлийг судалдаг.
Шахах чадвар
Хэрэв бид шахагдах чадварыг дурдаагүй бол шингэний үндсэн шинж чанарууд бүрэн бус байх болно. Мэдээжийн хэрэг, энэ параметр нь хийн системд илүү түгээмэл байдаг. Гэсэн хэдий ч бидний авч үзэж байгаа зүйлсийг тодорхой нөхцөлд шахаж болно.
Гол ялгаа нь үйл явцын хурд ба түүний жигд байдал юм. Хийг бага даралтын дор хурдан шахах боломжтой ч шингэн нь жигд бус, хангалттай урт, тусгайлан сонгосон нөхцөлд шахагдана.
Шингэний ууршилт ба конденсаци
Эдгээр нь шингэний өөр хоёр шинж чанар юм. Физик тэдэнд дараах тайлбарыг өгдөг:
- Ууршилт гэдэг нь бодисыг нэгтгэх шингэн төлөвөөс хатуу төлөвт аажмаар шилжих үйл явцыг тодорхойлдог процесс юм. Энэ нь систем дэх дулааны нөлөөллийн нөлөөн дор тохиолддог. Молекулууд хөдөлж, болор торыг өөрчилснөөр хийн төлөвт шилждэг. Бүх шингэнийг уур болгон хувиргах хүртэл процесс үргэлжилж болно (нээлттэй системийн хувьд). Эсвэл тэнцвэр тогтох хүртэл (хаалттай савны хувьд).
- Конденсац нь дээр дурдсанаас эсрэг үйл явц юм. Энд уур нь шингэний молекул руу шилждэг. Энэ нь тэнцвэрт байдал эсвэл бүрэн фазын шилжилтийг бий болгох хүртэл тохиолддог. Уур нь шингэн рүү гаргахаас илүү их тоосонцорыг ялгаруулдаг.
Байгалийн эдгээр хоёр үйл явцын ердийн жишээ бол Дэлхийн далайн гадаргаас усны ууршилт, түүний конденсаци юм.дээд уур амьсгал, дараа нь уналт.
Шингэний механик шинж чанар
Эдгээр шинж чанарууд нь гидромеханик гэх мэт шинжлэх ухааны судалгааны сэдэв юм. Тодруулбал, түүний хэсэг, шингэн ба хийн механикийн онол. Бодисын нэгтгэх төлөвийг тодорхойлсон үндсэн механик үзүүлэлтүүд нь:
- нягтрал;
- хуваалцах;
- зуурамтгай чанар.
Шингэн биеийн нягтын хувьд түүний нэг нэгж эзэлхүүнд агуулагдах массыг ойлгоно. Энэ үзүүлэлт нь янз бүрийн нэгдлүүдийн хувьд өөр өөр байдаг. Энэ үзүүлэлтийн талаар аль хэдийн тооцоолж, туршилтаар хэмжсэн өгөгдөл байгаа бөгөөд тэдгээрийг тусгай хүснэгтэд оруулсан болно.
Хувийн жинг нэг нэгж эзэлхүүний шингэний жинд тооцно. Энэ үзүүлэлт нь температураас ихээхэн хамаардаг (өсөх тусам жин нь буурдаг).
Яагаад шингэний механик шинж чанарыг судлах вэ? Энэхүү мэдлэг нь хүний биед байгальд болж буй үйл явцыг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм. Мөн техникийн хэрэгсэл, төрөл бүрийн бүтээгдэхүүн бий болгоход. Эцсийн эцэст шингэн бодис нь манай гараг дээрх хамгийн түгээмэл дүүргэгч хэлбэрүүдийн нэг юм.
Ньютоны бус шингэн ба тэдгээрийн шинж чанар
Хий, шингэн, хатуу биетүүдийн шинж чанарууд нь физикийн болон холбогдох зарим шинжлэх ухааны судалгааны объект юм. Гэсэн хэдий ч уламжлалт шингэн бодисуудаас гадна Ньютоны бус гэж нэрлэгддэг бодисууд бас байдаг бөгөөд үүнийг энэ шинжлэх ухаан бас судалж үздэг. Тэд юу вэ, тэд яагаад авсан бэ?гарчиг нь юу вэ?
Эдгээр нэгдлүүд юу болохыг ойлгохын тулд гэр ахуйн хамгийн түгээмэл жишээг энд үзүүлэв:
- Хүүхдүүдийн тоглодог "Слайм";
- "гар бохь", эсвэл гарт зориулсан бохь;
- энгийн барилгын будаг;
- цардуулын усан дахь уусмал гэх мэт
Өөрөөр хэлбэл эдгээр нь зуурамтгай чанар нь хурдны градиентийг дагадаг шингэн юм. Нөлөөлөл хурдан байх тусам зуурамтгай байдлын индекс өндөр байна. Иймд гар бохь шалан дээр хүчтэй цохиход тэр нь хэсэг хэсгээрээ хуваагдах бүрэн хатуу бодис болж хувирдаг.
Хэрэв та зүгээр орхивол хэдхэн минутын дотор наалдамхай шалбааг болон тархах болно. Ньютоны бус шингэн бодисууд нь шинж чанараараа нэлээд өвөрмөц бодис бөгөөд зөвхөн техникийн хэрэгцээнд төдийгүй соёлын болон өдөр тутмын хэрэгцээнд ашиглагдаж ирсэн.
