የቁስ አጠቃላይ ሁኔታ። የስቴት ሽግግሮች እንዴት እንደሚደረጉ

የቁስ አጠቃላይ ሁኔታ

ንጥረ ነገር- በኬሚካላዊ ትስስር እና በአንደኛው የመደመር ሁኔታ በተወሰኑ ሁኔታዎች የተገናኙ የእውነተኛ ህይወት ቅንጣቶች ስብስብ። ማንኛውም ንጥረ ነገር በጣም ብዙ ቁጥር ያላቸውን ቅንጣቶች ስብስብ ያቀፈ ነው-አተሞች, ሞለኪውሎች, ionዎች, እርስ በርስ ሊጣመሩ የሚችሉ, ስብስቦች ወይም ስብስቦች ይባላሉ. በባልደረባዎች ውስጥ ባሉ ቅንጣቶች የሙቀት መጠን እና ባህሪ ላይ በመመስረት (የቅንጣቶች የጋራ አቀማመጥ ፣ ቁጥራቸው እና በባልደረባ ውስጥ ያለው መስተጋብር ፣ እንዲሁም በቦታ ውስጥ ያሉ ተባባሪዎች ስርጭት እና እርስ በእርስ በሚኖራቸው ግንኙነት) አንድ ንጥረ ነገር በሁለት ዋና ዋና ግዛቶች ውስጥ ሊሆን ይችላል ። ድምር - ክሪስታል (ጠንካራ) ወይም ጋዝ,እና በሽግግር ግዛቶች ውስጥ - አሞርፎስ (ጠንካራ), ፈሳሽ ክሪስታል, ፈሳሽ እና ትነት.ድፍን, ፈሳሽ-ክሪስታል እና ፈሳሽ የመደመር ሁኔታዎች ተጨምረዋል, እና ተን እና ጋዝ በጠንካራ ሁኔታ ይወጣሉ.

ደረጃ- ይህ ተመሳሳይ ሥርዓታማነት እና የንጥረ ነገሮች ስብስብ ተለይቶ የሚታወቅ እና በማክሮስኮፒክ ይዘት ውስጥ በይነገጽ የታሰረ ንጥረ ነገር የተዘጋ ተመሳሳይ ተመሳሳይ የማይክሮ ክልሎች ስብስብ ነው። በዚህ ግንዛቤ ውስጥ, ደረጃው በክሪስታል እና በጋዝ ግዛቶች ውስጥ ለሚገኙ ንጥረ ነገሮች ብቻ ነው, ምክንያቱም እነሱ ተመሳሳይነት ያላቸው አጠቃላይ ግዛቶች ናቸው።

metaphase- ይህ በንጥረ ነገሮች ቅደም ተከተል ወይም በማጎሪያቸው መጠን እርስ በርስ የሚለያዩ እና በማክሮስኮፒክ ይዘት ውስጥ በይነተገናኝ የታሰረ ንጥረ ነገር ውስጥ የተዘጉ የ heterogeneous microregions ስብስብ ነው። በዚህ አረዳድ፣ ሜታፋዝ ባህሪው እርስ በርስ በማይጣጣሙ የመደመር ሁኔታዎች ውስጥ ላሉ ንጥረ ነገሮች ብቻ ነው። የተለያዩ ደረጃዎች እና ዘይቤዎች እርስ በእርሳቸው ሊደባለቁ ይችላሉ, አንድ የመደመር ሁኔታ ይመሰርታሉ, ከዚያም በመካከላቸው ምንም ግንኙነት የለም.

ብዙውን ጊዜ "መሰረታዊ" እና "የመሸጋገሪያ" የመደመር ሁኔታን ፅንሰ-ሀሳብ አይለዩ. የ"ድምር ሁኔታ"፣ "phase" እና "mesophase" ጽንሰ-ሀሳቦች ብዙውን ጊዜ እንደ ተመሳሳይ ቃላት ያገለግላሉ። ለቁስ ሁኔታ አምስት ሊሆኑ የሚችሉ አጠቃላይ ሁኔታዎችን ግምት ውስጥ ማስገባት ይመከራል- ጠንካራ, ፈሳሽ ክሪስታል, ፈሳሽ, ትነት, ጋዝ.የአንዱ ምዕራፍ ወደ ሌላ ደረጃ የሚደረግ ሽግግር የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ ሽግግር ይባላል። የመጀመሪያው ዓይነት የደረጃ ሽግግሮች በሚከተሉት ተለይተው ይታወቃሉ-

የቁሳቁስን ሁኔታ የሚገልጽ ድንገተኛ የአካል መጠኖች ለውጥ (የድምፅ መጠን ፣ ውፍረት ፣ viscosity ፣ ወዘተ.);

የተወሰነ ደረጃ ሽግግር የሚከሰትበት የተወሰነ ሙቀት

ይህንን ሽግግር የሚያመለክት የተወሰነ ሙቀት, ምክንያቱም የኢንተር ሞለኪውላር ቦንዶችን ሰበር።

የመጀመርያው ዓይነት የደረጃ ሽግግሮች ከአንድ የመደመር ሁኔታ ወደ ሌላ የመደመር ሁኔታ በሚሸጋገርበት ጊዜ ይስተዋላል። የሁለተኛው ዓይነት ደረጃ ሽግግሮች የሚከሰቱት በአንድ የውህደት ሁኔታ ውስጥ ያሉ ቅንጣቶች ቅደም ተከተል ሲቀየሩ እና በሚከተሉት ተለይተው ይታወቃሉ-

የአንድ ንጥረ ነገር አካላዊ ባህሪያት ቀስ በቀስ መለወጥ;

በውጫዊ መስኮች ቅልመት ወይም በተወሰነ የሙቀት መጠን ውስጥ የአንድ ንጥረ ነገር ቅንጣቶች ቅደም ተከተል ለውጥ ፣ የደረጃ ሽግግር የሙቀት መጠን ይባላል።

የሁለተኛው ቅደም ተከተል የደረጃ ሽግግር ሙቀት ከዜሮ ጋር እኩል እና ቅርብ ነው።

በአንደኛው እና በሁለተኛው ቅደም ተከተል መካከል ያለው ዋና ልዩነት በአንደኛው ዓይነት ሽግግር ወቅት ፣ በመጀመሪያ ፣ የስርዓቱ ቅንጣቶች ኃይል ይለዋወጣል ፣ እና የሁለተኛው ዓይነት ሽግግሮች ፣ ቅደም ተከተል። የስርዓቱ ቅንጣቶች.

የአንድ ንጥረ ነገር ከጠንካራ ወደ ፈሳሽ ሁኔታ ሽግግር ይባላል ማቅለጥእና በማቅለጥ ነጥብ ተለይቶ ይታወቃል. የአንድ ንጥረ ነገር ከፈሳሽ ወደ የእንፋሎት ሁኔታ ሽግግር ይባላል ትነትእና በመፍላት ነጥብ ተለይቶ ይታወቃል. ለአንዳንድ ንጥረ ነገሮች ትንሽ ሞለኪውላዊ ክብደት እና ደካማ የ intermolecular መስተጋብር ፈሳሽ ሁኔታን በማለፍ ከጠንካራ ሁኔታ ወደ የእንፋሎት ሁኔታ ቀጥተኛ ሽግግር ማድረግ ይቻላል. እንዲህ ዓይነቱ ሽግግር ይባላል sublimation.እነዚህ ሁሉ ሂደቶች በተቃራኒ አቅጣጫ ሊቀጥሉ ይችላሉ: ከዚያም ይጠራሉ ማቀዝቀዝ ፣ ማቀዝቀዝ ፣ ማቀዝቀዝ።

በማቅለጥ እና በሚፈላበት ጊዜ የማይበሰብሱ ንጥረ ነገሮች እንደ የሙቀት መጠን እና ግፊት በአራቱም የመደመር ግዛቶች ሊሆኑ ይችላሉ።

ጠንካራ ሁኔታ

በበቂ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሁሉም ማለት ይቻላል በጠንካራ ሁኔታ ውስጥ ይገኛሉ. በዚህ ሁኔታ በአንድ ንጥረ ነገር ቅንጣቶች መካከል ያለው ርቀት ከራሳቸው ቅንጣቶች መጠን ጋር ይነፃፀራል ፣ ይህም ጠንካራ ግንኙነታቸውን እና ከፍተኛ መጠን ያለው ጉልበታቸውን በእንቅስቃሴ ኃይል ላይ ያረጋግጣል። ይህ ወደ ቅንጣቶች አቀማመጥ ወደ ውስጣዊ ቅደም ተከተል ይመራል. ስለዚህ, ጠጣሮች በእራሳቸው ቅርጽ, በሜካኒካዊ ጥንካሬ, በቋሚ መጠን (በተግባር የማይታዩ ናቸው) ተለይተው ይታወቃሉ. በቅንጦቹ ቅደም ተከተል ደረጃ ላይ በመመስረት, ጠጣር ተከፋፍሏል ክሪስታል እና የማይመስል.

ክሪስታል ንጥረ ነገሮች በሁሉም ቅንጣቶች ዝግጅት ውስጥ በቅደም ተከተል መገኘት ተለይተው ይታወቃሉ. የ ክሪስታል ንጥረ ነገሮች ጠንካራ ዙር በሁሉም አቅጣጫዎች ውስጥ ተመሳሳይ ዩኒት ሴል ያለውን ጥብቅ repeatability ባሕርይ, አንድ ወጥ የሆነ መዋቅር ለመመስረት ቅንጣቶች ያካትታል. የክሪስታል አንደኛ ደረጃ ሴል በንጥረ ነገሮች ዝግጅት ውስጥ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ወቅታዊነትን ያሳያል ፣ ማለትም። የእሱ ክሪስታል ጥልፍልፍ. ክሪስታል ላቲስ የሚከፋፈሉት እንደ ክሪስታል በሚፈጥሩት ቅንጣቶች ዓይነት እና በመካከላቸው ባለው ማራኪ ኃይሎች ተፈጥሮ ነው።

ብዙ ክሪስታላይን ንጥረ ነገሮች, እንደ ሁኔታው ​​(የሙቀት መጠን, ግፊት), የተለየ ክሪስታል መዋቅር ሊኖራቸው ይችላል. ይህ ክስተት ይባላል ፖሊሞርፊዝም.የታወቁ የካርቦን ፖሊሞፈርፊክ ማሻሻያዎች-ግራፋይት ፣ ፉሉሬን ፣ አልማዝ ፣ ካርቢን።

ቅርጽ የሌላቸው (ቅርጽ የሌላቸው) ንጥረ ነገሮች.ይህ ሁኔታ ለፖሊመሮች የተለመደ ነው. ረዣዥም ሞለኪውሎች በቀላሉ በማጠፍ እና ከሌሎች ሞለኪውሎች ጋር ይጣመራሉ, ይህም ወደ ቅንጣቶች አቀማመጥ ወደ መዛባት ያመራል.

በአሞርፊክ ቅንጣቶች እና ክሪስታሎች መካከል ያለው ልዩነት

isotropy - በሁሉም አቅጣጫዎች የአንድ አካል ወይም መካከለኛ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ተመሳሳይነት, ማለትም. የንብረቶች ነፃነት ከአቅጣጫ;

ምንም ቋሚ የማቅለጫ ነጥብ የለም.

ብርጭቆ, የተዋሃደ ኳርትዝ እና ብዙ ፖሊመሮች የማይለዋወጥ መዋቅር አላቸው. አሞርፎስ ንጥረ ነገሮች ከክሪስታልን ያነሱ ናቸው ፣ እና ስለሆነም ማንኛውም የአካል ቅርጽ አካል በመጨረሻ ወደ ኃይሉ የበለጠ የተረጋጋ ሁኔታ ሊሄድ ይችላል - ክሪስታል።

ፈሳሽ ሁኔታ

የሙቀት መጠን እየጨመረ በሄደ መጠን የንዝረቶች የሙቀት ንዝረት ኃይል ይጨምራል, እና ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር የሙቀት መጠን ይኖራል, ከእሱ ጀምሮ የሙቀት ንዝረት ኃይል ከቦንዶች ኃይል ይበልጣል. ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው አንጻራዊ በሆነ መልኩ እየተቀያየሩ የተለያዩ እንቅስቃሴዎችን ሊያደርጉ ይችላሉ። የንጥሎቹ ትክክለኛ የጂኦሜትሪክ መዋቅር ቢጣስም አሁንም እንደተገናኙ ይቆያሉ - ንጥረ ነገሩ በፈሳሽ ሁኔታ ውስጥ አለ. በንጥረ ነገሮች ተንቀሳቃሽነት ምክንያት የፈሳሽ ሁኔታ በብሬኒያ እንቅስቃሴ፣ በስርጭት እና በንጥረ ነገሮች ተለዋዋጭነት ተለይቶ ይታወቃል። የፈሳሽ አስፈላጊ ንብረት የፈሳሽ ነፃ ፍሰትን የሚከለክሉ የመሃል-ሶሺያቲቭ ኃይሎችን የሚለይ viscosity ነው።

ፈሳሾች በጋዝ እና በጠንካራ ሁኔታ መካከል መካከለኛ ቦታ ይይዛሉ. ከጋዝ የበለጠ ሥርዓታማ መዋቅር, ግን ከጠንካራ ያነሰ.

የእንፋሎት እና የጋዝ ግዛቶች

የ vapor-gaseous ሁኔታ አብዛኛውን ጊዜ አይለይም.

ጋዝ - እሱ በጣም አልፎ አልፎ የተፈጠረ ተመሳሳይነት ያለው ስርዓት ነው ፣ እርስ በእርሳቸው ርቀው ያሉ ነጠላ ሞለኪውሎችን ያቀፈ ፣ እንደ አንድ ተለዋዋጭ ደረጃ ሊቆጠር ይችላል።

እንፋሎት - ይህ በጣም የተለቀቀ ተመሳሳይነት የሌለው ስርዓት ነው፣ እሱም የሞለኪውሎች እና እነዚህ ሞለኪውሎች ያካተቱ ያልተረጋጉ ትናንሽ ተባባሪዎች ድብልቅ ነው።

ሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ በሚከተሉት ድንጋጌዎች ላይ በመመርኮዝ የአንድ ተስማሚ ጋዝ ባህሪያትን ያብራራል-ሞለኪውሎች የማያቋርጥ የዘፈቀደ እንቅስቃሴ ያደርጋሉ; የጋዝ ሞለኪውሎች መጠን ከ intermolecular ርቀቶች ጋር ሲወዳደር እዚህ ግባ የሚባል አይደለም; በጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ምንም ማራኪ ወይም አስጸያፊ ኃይሎች የሉም; የጋዝ ሞለኪውሎች አማካኝ የእንቅስቃሴ ኃይል ከፍፁም የሙቀት መጠን ጋር ተመጣጣኝ ነው። የ intermolecular መስተጋብር ኃይሎች ኢምንት ምክንያት እና ትልቅ ነጻ መጠን ፊት ጋዞች ባሕርይ: ከፍተኛ መጠን ያለው የሙቀት እንቅስቃሴ እና ሞለኪውላዊ ስርጭት, ሞለኪውሎች ፍላጎት በተቻለ መጠን ብዙ መጠን, እንዲሁም ከፍተኛ መጠን ለመያዝ ፍላጎት. መጭመቅ.

ገለልተኛ የጋዝ-ደረጃ ስርዓት በአራት መመዘኛዎች ይገለጻል-ግፊት, ሙቀት, መጠን, የቁስ መጠን. በእነዚህ መመዘኛዎች መካከል ያለው ግንኙነት ለተገቢው ጋዝ በስቴት እኩልታ ይገለጻል-

R = 8.31 ኪጁ / ሞል ሁለንተናዊ የጋዝ ቋሚ ነው.

ድምር ግዛቶች. ፈሳሾች. በቴርሞዳይናሚክስ ውስጥ ደረጃዎች. ደረጃ ሽግግሮች.

ትምህርት 1.16

ሁሉም ንጥረ ነገሮች በሦስት ግዛቶች ውስጥ ሊኖሩ ይችላሉ- ጠንካራ, ፈሳሽእና ጋዝ ያለው. በመካከላቸው የተደረጉ ሽግግሮች በበርካታ አካላዊ ባህሪያት (density, thermal conductivity, ወዘተ) ላይ ድንገተኛ ለውጥ ይመጣሉ.

የመሰብሰብ ሁኔታ የሚወሰነው ንጥረ ነገሩ በሚገኝበት አካላዊ ሁኔታ ላይ ነው. በአንድ ንጥረ ነገር ውስጥ በርካታ የተዋሃዱ ግዛቶች መኖር በእሱ ሞለኪውሎች (አተሞች) የሙቀት እንቅስቃሴ እና በተለያዩ ሁኔታዎች ውስጥ ባለው መስተጋብር ልዩነት ምክንያት ነው።

ጋዝ- ቅንጦቹ ያልተጣበቁ ወይም በጣም በደካማ በመስተጋብር ኃይሎች ያልተጣበቁበት ንጥረ ነገር የመሰብሰብ ሁኔታ; የንጥረቶቹ የሙቀት እንቅስቃሴ (ሞለኪውሎች ፣ አተሞች) በመካከላቸው ካለው የግንኙነቶች ኃይል በእጅጉ ይበልጣል ፣ ስለሆነም ቅንጣቶች በነፃነት ይንቀሳቀሳሉ ፣ የሚገኙትን መርከቦች ሙሉ በሙሉ ይሞላሉ እና ቅርፁን ይይዛሉ። በጋዝ ሁኔታ ውስጥ, ቁስ አካል የራሱ ድምጽም ሆነ የራሱ ቅርጽ የለውም. ግፊቱን እና የሙቀት መጠኑን በመለወጥ ማንኛውም ንጥረ ነገር ወደ ጋዝ ሁኔታ ሊለወጥ ይችላል.

ፈሳሽ- የአንድ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታ, በጠንካራ እና በጋዝ መካከል መካከለኛ. በከፍተኛ ቅንጣቶች ተንቀሳቃሽነት እና በመካከላቸው ትንሽ ነፃ ቦታ ተለይቶ ይታወቃል. ይህ ፈሳሾች ድምፃቸውን እንዲይዙ እና የመርከቧን ቅርፅ እንዲይዙ ያደርጋል. በፈሳሽ ውስጥ, ሞለኪውሎቹ እርስ በርስ በጣም ይቀራረባሉ. ስለዚህ, የፈሳሽ መጠኑ ከጋዞች ብዛት (በተለመደው ግፊት) በጣም ይበልጣል. የፈሳሽ ንብረቶቹ ከፈሳሽ ክሪስታሎች በስተቀር በሁሉም አቅጣጫዎች ተመሳሳይ (አይዞትሮፒክ) ናቸው። የጦፈ ወይም ጥግግት ውስጥ መቀነስ, ጋዞች ባህርያት ጋር convergence አቅጣጫ ደንብ ሆኖ, ፈሳሽ, አማቂ conductivity, viscosity ባህሪያት መለወጥ.

የፈሳሽ ሞለኪውሎች የሙቀት እንቅስቃሴ የጋራ የመወዛወዝ እንቅስቃሴዎችን እና አልፎ አልፎ የሞለኪውሎች ዝላይ ከአንዱ ሚዛናዊ ቦታ ወደ ሌላው ያቀፈ ነው።

ጠንካራ (ክሪስታል) አካላት- የቁስ አካል አጠቃላይ ሁኔታ ፣ በቅጹ መረጋጋት እና በአተሞች የሙቀት እንቅስቃሴ ተፈጥሮ ተለይቶ ይታወቃል። ይህ እንቅስቃሴ ጠንካራ አካልን የሚፈጥሩት የአተሞች (ወይም ions) ንዝረቶች ነው። ከኢንተርአቶሚክ ርቀቶች ጋር ሲነፃፀር የንዝረት መጠኑ ብዙ ጊዜ ትንሽ ነው።

የፈሳሾች ባህሪያት.

በፈሳሽ ሁኔታ ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች ሞለኪውሎች እርስበርሳቸው ቅርብ ናቸው ። ሞለኪውሎች በክሪስታል መጠን ውስጥ የታዘዙ መዋቅሮችን ከሚፈጥሩ እና በቋሚ ማዕከሎች ዙሪያ የሙቀት ንዝረትን ሊያደርጉ ከሚችሉ እንደ ጠንካራ ክሪስታላይን አካላት በተቃራኒ ፈሳሽ ሞለኪውሎች የበለጠ ነፃነት አላቸው። እያንዳንዱ የፈሳሽ ሞለኪውል፣ እንዲሁም በጠንካራ ሰውነት ውስጥ፣ በሁሉም ጎኖች በአጎራባች ሞለኪውሎች “ተጨምቆ” እና በተወሰነ ሚዛናዊ አቀማመጥ ዙሪያ የሙቀት ንዝረትን ያከናውናል። ሆኖም ከጊዜ ወደ ጊዜ ማንኛውም ሞለኪውል በአቅራቢያ ወደሚገኝ ክፍት ቦታ ሊንቀሳቀስ ይችላል። በፈሳሽ ውስጥ እንደዚህ ያሉ መዝለሎች ብዙ ጊዜ ይከሰታሉ; ስለዚህ, ሞለኪውሎቹ እንደ ክሪስታሎች ከተወሰኑ ማዕከሎች ጋር የተሳሰሩ አይደሉም, እና በጠቅላላው የፈሳሽ መጠን ውስጥ ሊንቀሳቀሱ ይችላሉ. ይህ የፈሳሾችን ፈሳሽነት ያብራራል. በቅርብ ርቀት ላይ በሚገኙ ሞለኪውሎች መካከል ባለው ጠንካራ መስተጋብር የተነሳ በርካታ ሞለኪውሎችን የያዙ የአካባቢ (ያልተረጋጋ) የታዘዙ ቡድኖችን መፍጠር ይችላሉ። ይህ ክስተት ይባላል የአጭር ክልል ትዕዛዝ.

በሞለኪውሎች ጥቅጥቅ ባለ ማሸጊያ ምክንያት የፈሳሾች መጨናነቅ ፣ ማለትም ፣ በግፊት ለውጥ የድምፅ ለውጥ በጣም ትንሽ ነው ። በጋዞች ውስጥ በአስር እና በመቶ ሺዎች እጥፍ ያነሰ ነው. ለምሳሌ የውሃውን መጠን በ 1% ለመለወጥ ግፊቱን ወደ 200 ጊዜ ያህል መጨመር ያስፈልግዎታል. ከከባቢ አየር ግፊት ጋር ሲነፃፀር እንዲህ ያለው ግፊት መጨመር በ 2 ኪ.ሜ ጥልቀት ውስጥ ይደርሳል.

ፈሳሾች, ልክ እንደ ጠጣር, የሙቀት መጠኑን በመቀየር ድምፃቸውን ይለውጣሉ. በጣም ትልቅ ላልሆኑ የሙቀት መጠኖች, አንጻራዊው የድምጽ መጠን ለውጥ Δ ቪ / ቪ 0 ከሙቀት ለውጥ Δ ጋር ተመጣጣኝ ነው ቲ:

ቅንጅት β ይባላል የሙቀት መስፋፋት ቅንጅት. ይህ የፈሳሽ መጠን ከጠጣር አሥር እጥፍ ይበልጣል። ለውሃ ለምሳሌ በ 20 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን በ ≈ 2 10 -4 ኪ -1, ለብረት - β st ≈ 3.6 10 -5 K -1, ለኳርትዝ ብርጭቆ - β kv ≈ 9 10 - 6 ኪ. -1.

የውሃው የሙቀት መስፋፋት በምድር ላይ ላለው ሕይወት አስደሳች እና አስፈላጊ ያልተለመደ ነገር አለው። ከ 4 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በታች ባለው የሙቀት መጠን ውሃ በሚቀንስ የሙቀት መጠን ይሰፋል (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

ውሃ በሚቀዘቅዝበት ጊዜ ይስፋፋል, ስለዚህ በረዶው በሚቀዘቅዝ የውሃ አካል ላይ ተንሳፋፊ ሆኖ ይቀራል. በበረዶው ስር የሚቀዘቅዝ የውሃ ሙቀት 0 ° ሴ ነው. ከውኃ ማጠራቀሚያው በታች ባለው ጥቅጥቅ ያሉ የውሃ ንብርብሮች, የሙቀት መጠኑ ወደ 4 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ይደርሳል. ለዚህም ምስጋና ይግባውና ህይወት በቀዝቃዛ የውኃ ማጠራቀሚያዎች ውሃ ውስጥ ሊኖር ይችላል.

በጣም የሚያስደስት የፈሳሽ ገጽታ መገኘት ነው ነጻ ወለል. ፈሳሽ, እንደ ጋዞች ሳይሆን, የሚፈስበትን ዕቃ ሙሉውን መጠን አይሞላም. በፈሳሽ እና በጋዝ (ወይም በእንፋሎት) መካከል አንድ በይነገጽ ይፈጠራል ፣ ይህም ከቀሪው የፈሳሽ ብዛት ጋር ሲነፃፀር በልዩ ሁኔታዎች ውስጥ ነው። በፈሳሽ የድንበር ንብርብር ውስጥ ያሉት ሞለኪውሎች በጥልቁ ውስጥ ካሉት ሞለኪውሎች በተቃራኒ ከሁሉም ጎኖች ተመሳሳይ ፈሳሽ ባላቸው ሌሎች ሞለኪውሎች የተከበቡ አይደሉም። ከአጎራባች ሞለኪውሎች በፈሳሽ ውስጥ ከሚገኙት ሞለኪውሎች በአንዱ ላይ የሚሠራው የኢንተር ሞለኪውላር መስተጋብር ኃይሎች በአማካይ እርስ በርስ የሚካካሱ ናቸው። በድንበር ሽፋን ውስጥ ያለ ማንኛውም ሞለኪውል በፈሳሹ ውስጥ በሚገኙ ሞለኪውሎች ይሳባል (በጋዝ (ወይም በእንፋሎት) ሞለኪውሎች ውስጥ ባለው ፈሳሽ ሞለኪውል ላይ የሚሠሩ ኃይሎች ችላ ሊባሉ ይችላሉ። በውጤቱም, አንዳንድ የውጤት ኃይል ይታያል, ወደ ፈሳሹ ጠልቆ ይገባል. የገጽታ ሞለኪውሎች በ intermolecular መስህብ ኃይሎች ወደ ፈሳሽ ይሳባሉ። ነገር ግን የድንበር ሽፋንን ጨምሮ ሁሉም ሞለኪውሎች በተመጣጣኝ ሁኔታ ውስጥ መሆን አለባቸው. ይህ ሚዛናዊነት የተገኘው በገጹ ንብርብር ሞለኪውሎች እና በፈሳሹ ውስጥ ባሉ የቅርብ ጎረቤቶቻቸው መካከል ያለው ርቀት በተወሰነ ደረጃ በመቀነሱ ነው። በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ሲቀንስ አስጸያፊ ኃይሎች ይነሳሉ. በፈሳሽ ውስጥ ባሉ ሞለኪውሎች መካከል ያለው አማካይ ርቀት ከሆነ አር 0, ከዚያም የላይኛው ንብርብር ሞለኪውሎች በመጠኑ ጥቅጥቅ ብለው ተጭነዋል, እና ስለዚህ ከውስጥ ሞለኪውሎች ጋር ሲነፃፀሩ ተጨማሪ የኃይል ማጠራቀሚያ አላቸው. በጣም ዝቅተኛ በሆነ መጨናነቅ ምክንያት ፣ በጣም ጥቅጥቅ ያለ የታሸገ ንጣፍ መኖሩ በፈሳሽ መጠን ላይ ወደሚታይ ለውጥ እንደማይመራ ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል። ሞለኪውሉ ከመሬት ላይ ወደ ፈሳሽ ከተዘዋወረ, የ intermolecular መስተጋብር ኃይሎች አወንታዊ ስራዎችን ይሰራሉ. በተቃራኒው አንዳንድ ሞለኪውሎችን ከፈሳሹ ጥልቀት ወደ ላይኛው ክፍል ለመሳብ (ማለትም የፈሳሹን ወለል መጨመር) የውጭ ኃይሎችጥሩ ሥራ መሥራት አለበት ሀውጫዊ, ከለውጡ Δ ጋር ተመጣጣኝ ኤስየቆዳ ስፋት:

Coefficient σ የገጽታ ውጥረት (σ > 0) ውጥረቱ ይባላል። ስለዚህ, የወለል ንጣፉ ቅንጅት የአንድን ፈሳሽ ቋሚ የሙቀት መጠን በአንድ ክፍል ለመጨመር ከሚያስፈልገው ስራ ጋር እኩል ነው.

በSI ውስጥ፣ የገጽታ ውጥረቱ መጠን የሚለካው በ joules per ሜትርካሬ (ጄ / ሜ 2) ወይም በኒውተን በአንድ ሜትር (1 N / m \u003d 1 J / m 2)።

በዚህ ምክንያት የፈሳሹ የላይኛው ክፍል ሞለኪውሎች በፈሳሹ ውስጥ ካሉት ሞለኪውሎች ጋር ሲነፃፀሩ ከመጠን በላይ ይጨምራሉ። እምቅ ጉልበት. እምቅ ጉልበት ኢየፈሳሽ ንጣፍ ገጽ ከአካባቢው ጋር ተመጣጣኝ ነው- (1.16.1)

ከሜካኒኮች እንደሚታወቀው የስርአቱ ሚዛናዊ ሁኔታዎች እምቅ ኃይል ካለው ዝቅተኛ ዋጋ ጋር እንደሚዛመዱ ይታወቃል። የፈሳሹ የነፃው ገጽ አካባቢውን የመቀነስ አዝማሚያ እንዳለው ይከተላል. በዚህ ምክንያት, ነፃ የሆነ ፈሳሽ ነጠብጣብ ክብ ቅርጽ ይይዛል. ፈሳሹ ኃይላት ወደ ላይኛው ክፍል ላይ ተንጠልጥለው የሚሠሩ ይመስላል፣ ይህን ወለል በመቀነስ (ኮንትራት)። እነዚህ ኃይሎች ይባላሉ የገጽታ ውጥረት ኃይሎች.

የገጽታ ውጥረት ኃይሎች መኖሩ የፈሳሹን ወለል እንደ ላስቲክ የተዘረጋ ፊልም እንዲመስል ያደርገዋል።በዚህ ልዩነት በፊልሙ ውስጥ ያሉት የመለጠጥ ሃይሎች በገጽታ ላይ የተመሰረቱ ናቸው (ማለትም ፊልሙ እንዴት እንደተበላሸ) እና የላይኛው የውጥረት ሀይሎችም ይሠራሉ። በፈሳሽ አካባቢ ላይ የተመካ አይደለም.

የገጽታ ውጥረት ኃይሎች የፊልሙን ገጽታ ያሳጥሩታል። ስለዚ፡ (1.16.2) መፃፍ እንችላለን።

ስለዚህም የወለል ውጥረቱ σ ውጥረቱ በአንድ መስመር ርዝመት የሚሠራ የወለል ውጥረት ኃይል ሞጁሎች መሬቱን በሚገድበው መስመር ሊገለጽ ይችላል ( ኤልየዚህ መስመር ርዝመት ነው).

በፈሳሽ ጠብታዎች እና በሳሙና አረፋዎች ውስጥ ላዩን ውጥረት ኃይሎች በሚወስደው እርምጃ ምክንያት ፣ ከመጠን በላይ የሆነ ግፊት Δ ገጽ. የራዲየስን ሉላዊ ጠብታ በአእምሮ ከቆረጥን አርወደ ሁለት ግማሽ ፣ ከዚያ እያንዳንዳቸው በ 2π ርዝመት ባለው የተቆረጠ ወሰን ላይ በተተገበሩ የገጽታ ውጥረት ኃይሎች እርምጃ ውስጥ ሚዛናዊ መሆን አለባቸው። አርእና ከመጠን በላይ ጫናዎች በአካባቢው ላይ የሚሰሩ π አር 2 ክፍሎች (ምስል 1.16.1). የተመጣጠነ ሁኔታ እንደ ተጽፏል

በፈሳሽ ፣ በጠንካራ እና በጋዝ መካከል ባለው ድንበር አቅራቢያ የፈሳሹ የነፃ ወለል ቅርፅ በፈሳሽ ሞለኪውሎች እና በጠንካራ ሞለኪውሎች መካከል ባለው መስተጋብር ኃይሎች ላይ የተመሠረተ ነው (ከጋዝ (ወይም የእንፋሎት) ሞለኪውሎች ጋር ያለው ግንኙነት ችላ ሊባል ይችላል። እነዚህ ኃይሎች በፈሳሽ ሞለኪውሎች መካከል ካለው ግንኙነት ኃይሎች የሚበልጡ ከሆነ ፈሳሹ እርጥብየአንድ ጠንካራ አካል ገጽታ. በዚህ ሁኔታ, ፈሳሹ በተሰጠው ፈሳሽ-ጠንካራ ጥንድ ባህሪይ ወደ ጠንከር ያለ አንግል θ ወደ ጠንከር ያለ አካል ላይ ይደርሳል. አንግል θ ይባላል የግንኙነት ማዕዘን. በፈሳሽ ሞለኪውሎች መካከል ያለው የግንኙነት ኃይሎች ከጠንካራ ሞለኪውሎች ጋር ከሚያደርጉት የግንኙነት ኃይሎች በላይ ከሆነ የግንኙነቱ አንግል θ ግልጽ ያልሆነ (ምስል 1.16.2 (2)) ይሆናል። በዚህ ሁኔታ ፈሳሹ ይባላል እርጥብ አይደለምየአንድ ጠንካራ አካል ገጽታ. አለበለዚያ (አንግል - አጣዳፊ) ፈሳሽ እርጥብላዩን (ምስል 1.16.2 (1)). በ ሙሉ እርጥበትθ = 0፣ በ ያለእርጥብ ማጠናቀቅθ = 180 °.

የካፒታል ክስተቶችበትንሽ ዲያሜትር ቱቦዎች ውስጥ ፈሳሽ መነሳት ወይም መውደቅ ይባላል - ካፊላሪስ. እርጥብ ፈሳሾች በካፒታል ውስጥ ይነሳሉ, እርጥብ ያልሆኑ ፈሳሾች ይወርዳሉ.

ምስል 1.16.3 የአንድ የተወሰነ ራዲየስ የካፒታል ቱቦ ያሳያል አርበታችኛው ጫፍ ወደ እፍጋታ እርጥበት ρ. የካፒታል የላይኛው ጫፍ ክፍት ነው. በካፒታል ውስጥ ባለው ፈሳሽ አምድ ላይ የሚሠራው የስበት ኃይል ከተፈጠረው ፍፁም ዋጋ ጋር እኩል እስኪሆን ድረስ በካፒታል ውስጥ ያለው ፈሳሽ መጨመር ይቀጥላል. ኤፍ n በፈሳሹ ግንኙነት ወሰን ላይ የሚሠሩ የገጽታ ውጥረት ኃይሎች ከካፒታል ወለል ጋር። ኤፍ t = ኤፍ n, የት ኤፍ t = ሚ.ግ = ρ ሸπ አር 2 ሰ, ኤፍ n = σ2π አር cos θ.

ይህ የሚያመለክተው፡-

በተሟላ እርጥብ θ = 0, cos θ = 1. በዚህ ሁኔታ

ሙሉ ባልሆነ ሁኔታ፣ θ = 180°፣ cos θ = -1 እና፣ ስለዚህ፣ ሸ < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

ውሃ ከሞላ ጎደል የንጹህ የመስታወት ገጽን ያርሳል። በተቃራኒው ሜርኩሪ የመስታወቱን ገጽታ ሙሉ በሙሉ አያረጥብም. ስለዚህ በመስታወት ካፒታል ውስጥ ያለው የሜርኩሪ መጠን በመርከቡ ውስጥ ካለው ደረጃ በታች ይወድቃል.

በጣም የተስፋፋው እውቀት ስለ ሶስት የመሰብሰቢያ ግዛቶች: ፈሳሽ, ጠንካራ, ጋዝ, አንዳንድ ጊዜ ስለ ፕላዝማ ያስባሉ, ብዙ ጊዜ ፈሳሽ ክሪስታል. በቅርብ ጊዜ, ከታዋቂው () እስጢፋኖስ ፍሪ የተወሰደ የ 17 የቁስ ደረጃዎች ዝርዝር በኢንተርኔት ላይ ተሰራጭቷል. ስለዚህ, ስለእነሱ የበለጠ በዝርዝር እንነጋገራለን, ምክንያቱም. በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ እየተከናወኑ ያሉትን ሂደቶች የበለጠ ለመረዳት ብቻ ከሆነ ስለ ቁስ አካል ትንሽ ማወቅ አለበት።

ከዚህ በታች የተሰጡት የቁስ አካላት ዝርዝር ከቀዝቃዛው ግዛቶች ወደ ሞቃታማው ወዘተ ይጨምራል። ሊቀጥል ይችላል። በተመሳሳይ ጊዜ ፣ ​​ከጋዝ ሁኔታ (ቁጥር 11) ፣ በጣም “የተስፋፋ” ፣ በዝርዝሩ በሁለቱም በኩል ፣ የእቃውን የመጨመቅ ደረጃ እና ግፊቱን (በአንዳንድ ያልተያዙ ቦታዎች) መረዳት አለበት ። ግምታዊ ሁኔታዎች እንደ ኳንተም፣ ሬይ ወይም ደካማ ሲሚትሪክ) ይጨምራሉ ከጽሑፉ በኋላ የቁስ አካል ሽግግሮች ምስላዊ ግራፍ ተሰጥቷል።

1. ኩንተምየሙቀት መጠኑ ወደ ፍፁም ዜሮ በሚወርድበት ጊዜ የተገኘው የቁስ አካል ውህደት ሁኔታ ፣ በውጤቱም ፣ የውስጥ ግንኙነቶች ይጠፋሉ እና ቁስ አካል ወደ ነፃ ኩርኩሮች ይወድቃል።

2. Bose-Einstein condensate- ወደ ፍፁም ዜሮ በሚጠጋ የሙቀት መጠን በሚቀዘቅዙ ቦሶኖች ላይ የተመሰረተ የቁስ አካል አጠቃላይ ሁኔታ (ከአንድ ሚሊዮንኛ ዲግሪ ከፍፁም ዜሮ በላይ)። በእንደዚህ ዓይነት በጣም በሚቀዘቅዝ ሁኔታ ውስጥ ፣ በቂ ብዛት ያላቸው አተሞች እራሳቸውን በትንሹ በተቻለ የኳንተም ግዛቶች ውስጥ ያገኟቸዋል ፣ እና የኳንተም ተፅእኖዎች በማክሮስኮፒክ ደረጃ እራሳቸውን ማሳየት ይጀምራሉ። የ Bose-Einstein condensate (ብዙውን ጊዜ "Bose condensate" ወይም በቀላሉ "ተመለስ" በመባል የሚታወቀው) የኬሚካል ንጥረ ነገርን በጣም ዝቅተኛ በሆነ የሙቀት መጠን ሲያቀዘቅዙ (ብዙውን ጊዜ ከፍፁም ዜሮ በላይ፣ ከ273 ዲግሪ ሴልሺየስ ሲቀነስ) ይከሰታል። ሁሉም ነገር መንቀሳቀስ ያቆማል).
እንግዳ የሆኑ ነገሮች መከሰት የሚጀምሩት እዚህ ላይ ነው። በመደበኛነት በአቶሚክ ደረጃ ብቻ የሚታዩ ሂደቶች በአይን ለመታየት በቂ በሆነ መጠን በሚዛን ላይ ይከሰታሉ። ለምሳሌ, በቢከር ውስጥ "ጀርባ" ካስገቡ እና የሚፈለገውን የሙቀት መጠን ካቀረቡ, ንጥረ ነገሩ ግድግዳውን መሳብ ይጀምራል እና በመጨረሻም በራሱ ይወጣል.
በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, እዚህ እኛ በቁስ አካል የራሱን ጉልበት ለመቀነስ (ይህም ከሁሉም ደረጃዎች በጣም ዝቅተኛ ነው) ከንቱ ሙከራ ጋር እየተገናኘን ነው.
የማቀዝቀዣ መሳሪያዎችን በመጠቀም አቶሞችን ማቀዝቀዝ ቦዝ ኮንደንስት ወይም ቦዝ-አንስታይን በመባል የሚታወቅ ነጠላ የኳንተም ሁኔታ ይፈጥራል። ይህ ክስተት እ.ኤ.አ. በ 1925 በኤ አንስታይን ተንብየዋል ፣ የኤስ ቦዝ ስራ አጠቃላይ ውጤት ፣ ስታቲስቲካዊ መካኒኮች ለ ቅንጣቶች የተገነቡበት ፣ ጅምላ ከሌላቸው ፎቶኖች እስከ አተሞች በጅምላ (የጠፋ የሚመስለው የአንስታይን የእጅ ጽሑፍ) በ 2005 በላይደን ዩኒቨርሲቲ ቤተ መጻሕፍት ውስጥ ተገኝቷል). የቦዝ እና አንስታይን ጥረቶች ውጤት የ Bose-Einstein ስታቲስቲክስን የሚታዘዝ ጋዝ የ Bose ጽንሰ-ሀሳብ ነበር ፣ይህም ቦሶንስ የተባሉ ኢንቲጀር ስፒን ያላቸው ተመሳሳይ ቅንጣቶች እስታቲስቲካዊ ስርጭትን ይገልፃል። Bosons, ለምሳሌ, ሁለቱም ግለሰብ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች - ፎቶኖች, እና ሙሉ አተሞች, ተመሳሳይ ኳንተም ግዛቶች ውስጥ እርስ በርስ ጋር ሊሆን ይችላል. አንስታይን የማቀዝቀዝ አተሞች - ቦሶን በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ወደ ዝቅተኛው የኳንተም ሁኔታ እንዲገቡ ያደርጋቸዋል (ወይም በሌላ አነጋገር ኮንደንስ) እንደሚያደርጋቸው ጠቁሟል። የእንደዚህ ዓይነቱ ኮንደንስ ውጤት አዲስ የቁስ አካል ብቅ ማለት ይሆናል.
ይህ ሽግግር የሚከሰተው ከአስፈሪው የሙቀት መጠን በታች ነው, እሱም ተመሳሳይ የሆነ ሶስት አቅጣጫዊ ጋዝ ምንም አይነት ውስጣዊ የነጻነት ደረጃዎች ሳይኖር እርስ በርስ የማይገናኙ ቅንጣቶችን ያካተተ ነው.

3. Fermionic condensate- የአንድ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታ, ከጀርባው ጋር ተመሳሳይ ነው, ነገር ግን በአወቃቀሩ ውስጥ ይለያያል. ወደ ፍፁም ዜሮ ሲቃረብ፣ አተሞች እንደየራሳቸው የማዕዘን ሞመንተም (ስፒን) መጠን የሚለያዩ ባህሪ አላቸው። ቦሶኖች ኢንቲጀር የሚሽከረከር ሲኖራቸው ፌርሚኖች ደግሞ 1/2 (1/2፣ 3/2፣ 5/2) ብዜቶች አሏቸው። ፌርሞኖች ሁለት fermions አንድ አይነት የኳንተም ሁኔታ ሊኖራቸው እንደማይችል የሚናገረውን የጳውሊ ማግለል መርህን ይታዘዛሉ። ለቦሶኖች, እንደዚህ አይነት ክልከላ የለም, እና ስለዚህ በአንድ የኳንተም ግዛት ውስጥ የመኖር እድል አላቸው እና በዚህም የ Bose-Einstein condensate ተብሎ የሚጠራውን ይፈጥራሉ. የዚህ ኮንዳክሽን አሰራር ሂደት ወደ ልዕለ-ኮንዳክሽን ግዛት ሽግግር ተጠያቂ ነው.
ኤሌክትሮኖች እሽክርክሪት 1/2 ስላላቸው ፌርሚኖች ናቸው። ወደ ጥንድ (ኩፐር ጥንዶች የሚባሉት) ይዋሃዳሉ, ከዚያም የ Bose condensate ይፈጥራሉ.
የአሜሪካ ሳይንቲስቶች በጥልቅ ማቀዝቀዝ አንድ ዓይነት ሞለኪውል ከፋሚዮን አተሞች ለማግኘት ሞክረዋል። ከእውነተኛ ሞለኪውሎች ያለው ልዩነት በአተሞች መካከል ምንም ዓይነት የኬሚካል ትስስር አለመኖሩ ነው - እነሱ በተዛመደ መልኩ አንድ ላይ ተንቀሳቅሰዋል። በአተሞች መካከል ያለው ትስስር በኩፐር ጥንዶች ውስጥ ካሉ ኤሌክትሮኖች መካከል የበለጠ ጠንካራ ሆኖ ተገኝቷል። ለተፈጠሩት የፌርሚኖች ጥንዶች፣ አጠቃላይ ስፒን የ1/2 ብዜት አይደለም፣ ስለሆነም፣ እንደ ቦሶን ባህሪ ያላቸው እና የ Bose condensate ከአንድ የኳንተም ሁኔታ ጋር ሊፈጥሩ ይችላሉ። በሙከራው ወቅት የፖታስየም-40 አተሞች ጋዝ ወደ 300 ናኖኬልቪን ሲቀዘቅዙ ጋዝ በሚባለው የኦፕቲካል ወጥመድ ውስጥ ተዘግቷል። ከዚያም ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ ተተግብሯል, በእሱ እርዳታ በአተሞች መካከል ያለውን መስተጋብር ተፈጥሮ መለወጥ ይቻላል - ከጠንካራ አስጸያፊ ይልቅ, ጠንካራ መስህብ መታየት ጀመረ. የመግነጢሳዊ መስክን ተፅእኖ በሚተነተንበት ጊዜ አተሞች እንደ ኩፐር ጥንዶች የኤሌክትሮኖች ባህሪ ማሳየት የጀመሩበት ዋጋ ማግኘት ተችሏል. በሙከራው ቀጣዩ ደረጃ ላይ ሳይንቲስቶች ለፌርሚዮኒክ ኮንዳክሽን የሱፐርኮንዳክቲቭ ተጽእኖዎችን ለማግኘት ሐሳብ ያቀርባሉ.

4. ከመጠን በላይ ፈሳሽ ነገር- ንጥረ ነገሩ ምንም viscosity የሌለው እና በሚፈስበት ጊዜ ከጠንካራ ወለል ጋር ግጭት የማይፈጥርበት ሁኔታ። የዚህ መዘዝ ለምሳሌ ፣ ልክ እንደ ሙሉ በሙሉ ድንገተኛ የሱፐርፍሎይድ ሂሊየም ከመርከቧ በግድግዳው ላይ ካለው የስበት ኃይል ጋር ተመሳሳይ የሆነ አስደሳች ውጤት ነው። እርግጥ ነው, እዚህ የኃይል ጥበቃ ህግን መጣስ የለም. የግጭት ኃይሎች በሌሉበት ጊዜ በሂሊየም ላይ የሚሠሩት የስበት ኃይል ብቻ ነው ፣ በሂሊየም እና በመርከቡ ግድግዳ እና በሄሊየም አተሞች መካከል ያለው የ interatomic ግንኙነት ኃይሎች። ስለዚህ፣ የኢንተርአቶሚክ መስተጋብር ኃይሎች ከተጣመሩ ኃይሎች ሁሉ ይበልጣል። በውጤቱም, ሂሊየም በተቻለ መጠን በተቻለ መጠን በሁሉም ቦታ ላይ ይሰራጫል, ስለዚህም በመርከቧ ግድግዳዎች ላይ "ይጓዛል". በ 1938 የሶቪየት ሳይንቲስት ፒዮትር ካፒትሳ ሂሊየም ከመጠን በላይ ፈሳሽ በሆነ ሁኔታ ውስጥ ሊኖር እንደሚችል አረጋግጧል.
ብዙዎቹ ያልተለመዱ የሂሊየም ባህሪያት ለረጅም ጊዜ እንደሚታወቁ ልብ ሊባል የሚገባው ነው. ይሁን እንጂ ከቅርብ ዓመታት ወዲህ ይህ የኬሚካል ንጥረ ነገር በአስደሳች እና ባልተጠበቁ ውጤቶች "እያበላሸን" ነው. ስለዚህ እ.ኤ.አ. በ2004 ሙሴ ቻን እና የፔንስልቬንያ ዩኒቨርሲቲ ኢዩን-ሲዮንግ ኪም ሙሉ በሙሉ አዲስ የሆነ የሂሊየም ግዛት ማግኘት እንደቻሉ በመግለጽ የሳይንሳዊውን አለም አስደነቁ - ከመጠን በላይ ፈሳሽ። በዚህ ሁኔታ፣ በክሪስታል ጥልፍልፍ ውስጥ ያሉ አንዳንድ ሂሊየም አተሞች በሌሎች ዙሪያ ሊፈሱ ይችላሉ፣ እናም ሂሊየም በራሱ ውስጥ ሊፈስ ይችላል። የ"አቅም በላይነት" ተጽእኖ በንድፈ ሀሳብ በ1969 ተንብዮ ነበር። እና በ 2004 - እንደ የሙከራ ማረጋገጫ. ይሁን እንጂ በኋላ ላይ እና በጣም የማወቅ ጉጉት ያላቸው ሙከራዎች ሁሉም ነገር በጣም ቀላል እንዳልሆነ እና ምናልባትም ቀደም ሲል ለጠንካራ ሂሊየም ፈሳሽነት ተወስዶ የነበረው የዚህ ክስተት ትርጓሜ የተሳሳተ ነው.
በአሜሪካ ብራውን ዩኒቨርሲቲ በሃምፍሬይ ማሪስ የሚመራው የሳይንስ ሊቃውንት ሙከራ ቀላል እና የሚያምር ነበር። ሳይንቲስቶቹ አንድ የሙከራ ቱቦ ተገልብጦ ወደ ተዘጋ የፈሳሽ ሂሊየም ማጠራቀሚያ አስቀመጡ። በሙከራ ቱቦ ውስጥ ያለው የሂሊየም የተወሰነ ክፍል በሙከራ ቱቦ ውስጥ ባለው ፈሳሽ እና በጠጣር መካከል ያለው ድንበር ከታንኳው የበለጠ እንዲሆን በሚያስችል መንገድ በረዶ ነበር። በሌላ አነጋገር በሙከራ ቱቦው የላይኛው ክፍል ውስጥ ፈሳሽ ሂሊየም ነበር ፣ እና በታችኛው ክፍል ውስጥ ጠንካራ ሂሊየም ነበር ፣ በጥሩ ሁኔታ ወደ ታንክ ጠንካራ ክፍል ውስጥ አለፈ ፣ በላዩ ላይ ትንሽ ፈሳሽ ሂሊየም ፈሰሰ - ከፈሳሹ ደረጃ በታች። በሙከራ ቱቦ ውስጥ. ፈሳሽ ሂሊየም በጠንካራው ውስጥ ዘልቆ መግባት ከጀመረ, የደረጃው ልዩነት ይቀንሳል, ከዚያም ስለ ጠንካራ ሱፐርፍሉድ ሂሊየም መናገር እንችላለን. እና በመርህ ደረጃ, ከ 13 ሙከራዎች ውስጥ በሦስቱ ውስጥ, የደረጃ ልዩነቱ ቀንሷል.

5. እጅግ በጣም አስቸጋሪ ጉዳይ- ቁስ አካል ግልጽ የሆነ እና እንደ ፈሳሽ "መፍሰስ" የሚችልበት የመደመር ሁኔታ, ነገር ግን በእውነቱ viscosity የሌለው ነው. እንዲህ ያሉት ፈሳሾች ለብዙ አመታት ይታወቃሉ እና ሱፐርፍሉይድ ይባላሉ. እውነታው ግን ሱፐርፍሉይድ ከተቀሰቀሰ, ለዘለአለም ማለት ይቻላል ይሰራጫል, የተለመደው ፈሳሽ በመጨረሻ ይረጋጋል. የመጀመሪያዎቹ ሁለት ሱፐርፍሎች የተፈጠሩት ሂሊየም-4 እና ሂሊየም-3ን በመጠቀም ተመራማሪዎች ነው። ቅዝቃዜው ወደ ፍፁም ዜሮ ማለት ይቻላል - እስከ 273 ዲግሪ ሴልስየስ ድረስ። እና ከሄሊየም-4 አሜሪካዊያን ሳይንቲስቶች እጅግ በጣም ጠንካራ የሆነ አካል ማግኘት ችለዋል. የቀዘቀዘውን ሂሊየም ከ 60 ጊዜ በላይ ግፊት አድርገው ጨምቀውታል, ከዚያም በእቃው የተሞላው ብርጭቆ በሚሽከረከር ዲስክ ላይ ተጭኗል. በ 0.175 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን, ዲስኩ በድንገት በነፃነት መሽከርከር ጀመረ, ይህም እንደ ሳይንቲስቶች ገለጻ, ሂሊየም የበላይ አካል ሆኗል.

6. ድፍን- የቁስ ውሁድ ሁኔታ ፣ በቅጹ መረጋጋት እና በአተሞች የሙቀት እንቅስቃሴ ተፈጥሮ ተለይቶ የሚታወቅ ፣ በተመጣጣኝ አቀማመጦች ዙሪያ ትናንሽ ንዝረቶችን ያደርጋሉ። የጠንካራዎቹ የተረጋጋ ሁኔታ ክሪስታል ነው. ጠጣርን በአዮኒክ፣ ኮቫለንት፣ ሜታሊካል እና ሌሎች የአተሞች ትስስር ዓይነቶችን ይለዩ፣ ይህም የተለያዩ የአካላዊ ባህሪያቶቻቸውን ይወስናል። የኤሌትሪክ እና አንዳንድ ሌሎች የንጥረ ነገሮች ባህሪያት በዋነኛነት የሚወሰኑት በአተሞች ውጫዊ ኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ ባህሪ ነው። እንደ ኤሌክትሪካዊ ባህሪያቸው ጠጣር በዲኤሌክትሪክ፣ ሴሚኮንዳክተሮች እና ብረቶች የተከፋፈሉ ሲሆን እንደ ማግኔቲክ ባህሪያቸው ዲያማግኔት፣ ፓራማግኔት እና የታዘዘ መግነጢሳዊ መዋቅር ያላቸው አካላት ይከፈላሉ ። የጠንካራዎች ባህሪያት ምርመራዎች ወደ አንድ ትልቅ መስክ አንድ ሆነዋል-ጠንካራ-ግዛት ፊዚክስ, እድገቱ በቴክኖሎጂ ፍላጎቶች እየተነሳሳ ነው.

7. Amorphous ጠንካራ- በአተሞች እና ሞለኪውሎች መዛባት ምክንያት የአካል ንብረቶች isotropy ተለይቶ የሚታወቅ የአንድ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታ። ባልተስተካከለ ጠጣር ውስጥ፣ አቶሞች በዘፈቀደ በተገኙ ነጥቦች ዙሪያ ይንቀጠቀጣሉ። እንደ ክሪስታል ሁኔታ ሳይሆን, ከጠንካራ አሞርፎስ ወደ ፈሳሽ ሽግግር ቀስ በቀስ ይከሰታል. የተለያዩ ንጥረ ነገሮች በአሞርፊክ ሁኔታ ውስጥ ናቸው-መነጽሮች, ሙጫዎች, ፕላስቲኮች, ወዘተ.

8. ፈሳሽ ክሪስታል- ይህ የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታ በአንድ ጊዜ ክሪስታል እና ፈሳሽ ባህሪያትን ያሳያል። ሁሉም ንጥረ ነገሮች በፈሳሽ ክሪስታል ውስጥ ሊሆኑ እንደማይችሉ ወዲያውኑ ቦታ ማስያዝ አለብን። ይሁን እንጂ ውስብስብ የሆኑ ሞለኪውሎች ያላቸው አንዳንድ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች የተወሰነ የመሰብሰብ ሁኔታ ሊፈጥሩ ይችላሉ - ፈሳሽ ክሪስታል. ይህ ሁኔታ የሚከናወነው የአንዳንድ ንጥረ ነገሮች ክሪስታሎች በሚቀልጡበት ጊዜ ነው. በሚቀልጡበት ጊዜ ፈሳሽ-ክሪስታልላይን ደረጃ ይፈጠራል, ይህም ከተለመደው ፈሳሽ ይለያል. ይህ ደረጃ ክሪስታል ከሚቀልጥበት የሙቀት መጠን አንስቶ እስከ አንዳንድ ከፍ ያለ የሙቀት መጠን ባለው ክልል ውስጥ ይገኛል፣ ሲሞቅ ፈሳሽ ክሪስታል ወደ ተራ ፈሳሽነት ይለወጣል።
ፈሳሽ ክሪስታል ከፈሳሽ እና ከተራ ክሪስታል የሚለየው እንዴት ነው እና ከእነሱ ጋር እንዴት ይመሳሰላል? ልክ እንደ ተራ ፈሳሽ, ፈሳሽ ክሪስታል ፈሳሽነት ያለው እና በውስጡ የተቀመጠበትን የመርከቧን ቅርጽ ይይዛል. በዚህ ውስጥ ለሁሉም ከሚታወቁት ክሪስታሎች ይለያል. ነገር ግን, ይህ ንብረት ቢኖርም, ከፈሳሽ ጋር አንድ የሚያደርገው, ክሪስታሎች ባህሪይ ባህሪይ አለው. ይህ ክሪስታል በሚፈጥሩት ሞለኪውሎች ውስጥ ያለው ቅደም ተከተል ነው። እውነት ነው, ይህ ቅደም ተከተል እንደ ተራ ክሪስታሎች የተሟላ አይደለም, ነገር ግን, የፈሳሽ ክሪስታሎች ባህሪያትን በእጅጉ ይነካል, ይህም ከተለመደው ፈሳሽ ይለያቸዋል. ፈሳሽ ክሪስታልን የሚፈጥሩት ሞለኪውሎች ያልተሟላ የቦታ ቅደም ተከተል እራሱን ያሳያል በፈሳሽ ክሪስታሎች ውስጥ ምንም እንኳን በከፊል ቅደም ተከተል ሊኖር ቢችልም በሞለኪውሎች የስበት ማዕከሎች የቦታ አቀማመጥ ላይ ሙሉ በሙሉ ቅደም ተከተል የለም. ይህ ማለት ጥብቅ ክሪስታል ላቲስ የላቸውም ማለት ነው. ስለዚህ, ፈሳሽ ክሪስታሎች, ልክ እንደ ተራ ፈሳሾች, የፈሳሽነት ባህሪ አላቸው.
ወደ ተራ ክሪስታሎች የሚያቀርባቸው የፈሳሽ ክሪስታሎች አስገዳጅ ንብረት በሞለኪውሎች የቦታ አቀማመጥ ላይ ትእዛዝ መኖሩ ነው። በፈሳሽ ክሪስታል ናሙና ውስጥ ያሉ ሁሉም ሞለኪውሎች ረዣዥም መጥረቢያዎች በተመሳሳይ መንገድ በመያዛቸው ፣በአቀማመጥ ውስጥ ያለው እንዲህ ዓይነቱ ቅደም ተከተል እራሱን ሊገለጥ ይችላል። እነዚህ ሞለኪውሎች የተራዘመ ቅርጽ ሊኖራቸው ይገባል. በጣም ቀላል ከተሰየመው የሞለኪውሎች መጥረቢያ ቅደም ተከተል በተጨማሪ ፣ የበለጠ የተወሳሰበ የሞለኪውሎች ቅደም ተከተል በፈሳሽ ክሪስታል ውስጥ እውን ሊሆን ይችላል።
እንደ ሞለኪውላዊ መጥረቢያዎች ቅደም ተከተል ዓይነት ፣ ፈሳሽ ክሪስታሎች በሦስት ዓይነቶች ይከፈላሉ-nematic ፣ smectic እና cholesteric።
በፈሳሽ ክሪስታሎች ፊዚክስ ላይ ምርምር እና አፕሊኬሽኖቻቸው በአሁኑ ጊዜ በሁሉም የበለጸጉ የአለም ሀገሮች ውስጥ በሰፊው ግንባር ላይ እየተደረጉ ናቸው ። የሀገር ውስጥ ጥናት በአካዳሚክ እና በኢንዱስትሪ ምርምር ተቋማት ውስጥ ያተኮረ እና ረጅም ባህል ያለው ነው። የ V.K ስራዎች. ፍሬድሪክስ ወደ ቪ.ኤን. Tsvetkova. በቅርብ ዓመታት ውስጥ ፈጣን የፈሳሽ ክሪስታሎች ጥናት, የሩሲያ ተመራማሪዎች በአጠቃላይ ፈሳሽ ክሪስታሎች እና በተለይም የፈሳሽ ክሪስታሎች ኦፕቲክስ ፅንሰ-ሀሳብን ለማዳበር ከፍተኛ አስተዋፅኦ ያደርጋሉ. ስለዚህ, የ I.G. ቺስታያኮቫ፣ ኤ.ፒ. ካፑስቲና, ኤስ.ኤ. ብራዞቭስኪ, ኤስ.ኤ. ፒኪና, ኤል.ኤም. ብሊኖቭ እና ሌሎች ብዙ የሶቪዬት ተመራማሪዎች በሳይንሳዊ ማህበረሰብ ዘንድ በሰፊው ይታወቃሉ እና ለብዙ ውጤታማ ቴክኒካዊ አተገባበር ፈሳሽ ክሪስታሎች እንደ መሠረት ሆነው ያገለግላሉ።
የፈሳሽ ክሪስታሎች መኖር ከረጅም ጊዜ በፊት ማለትም በ 1888 ማለትም ከመቶ ዓመት በፊት የተቋቋመ ነው. ሳይንቲስቶች ይህን የቁስ ሁኔታ ከ1888 በፊት ቢያጋጥሟቸውም በኋላ ግን በይፋ ተገኘ።
ፈሳሽ ክሪስታሎችን ለመጀመሪያ ጊዜ ያገኘው ኦስትሪያዊው የእጽዋት ተመራማሪው ሬይኒትዘር ነው። በእሱ የተቀናበረውን አዲሱን የኮሌስትሮል ቤንዞኤት ንጥረ ነገር በመመርመር በ 145 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ የሙቀት መጠን ውስጥ የዚህ ንጥረ ነገር ክሪስታሎች ይቀልጣሉ ፣ ይህም ብርሃንን በኃይል የሚበተን ደመናማ ፈሳሽ ፈጠረ። በቀጣይ ማሞቂያ ፣ 179 ° ሴ የሙቀት መጠን ሲደርስ ፈሳሹ ግልፅ ይሆናል ፣ ማለትም ፣ እንደ ውሃ ያሉ እንደ ተራ ፈሳሽ በኦፕቲካል ባህሪ ማሳየት ይጀምራል። ኮሌስትሮል ቤንዞት በቱርቢድ ደረጃ ላይ ያልተጠበቁ ባህሪያትን አሳይቷል. ይህንን ደረጃ በፖላራይዝድ ማይክሮስኮፕ ሲመረምር ሬይኒትዘር ቢርፍሪንሴንስ እንዳለው አወቀ። ይህ ማለት የብርሃን አንጸባራቂ ኢንዴክስ ማለትም በዚህ ደረጃ ላይ ያለው የብርሃን ፍጥነት በፖላራይዜሽን ላይ የተመሰረተ ነው.

9. ፈሳሽ- የአንድ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታ, የጠንካራ ሁኔታ ባህሪያትን (የድምፅን መቆጠብ, የተወሰነ ጥንካሬ) እና የጋዝ ሁኔታ (የቅርጽ ተለዋዋጭነት) ባህሪያትን በማጣመር. አንድ ፈሳሽ ቅንጣቶች (ሞለኪውሎች, አተሞች) ዝግጅት ውስጥ የአጭር-ክልል ቅደም ተከተል እና ሞለኪውሎች አማቂ እንቅስቃሴ እና መስተጋብር ያላቸውን እምቅ ኃይል ያለውን Kinetic ኃይል ላይ ትንሽ ልዩነት ባሕርይ ነው. የፈሳሽ ሞለኪውሎች የሙቀት እንቅስቃሴ በተመጣጣኝ አቀማመጦች ዙሪያ መወዛወዝን እና በአንጻራዊነት አልፎ አልፎ ከአንዱ ሚዛናዊ አቀማመጥ ወደ ሌላው ዝላይዎች ያሉት ሲሆን ይህም ከፈሳሹ ፈሳሽ ጋር የተያያዘ ነው።

10. እጅግ የላቀ ፈሳሽ(GFR) በፈሳሽ እና በጋዝ ደረጃዎች መካከል ያለው ልዩነት የሚጠፋበት የአንድ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታ ነው። ከወሳኙ ነጥብ በላይ ባለው የሙቀት መጠን እና ግፊት ውስጥ ያለ ማንኛውም ንጥረ ነገር እጅግ በጣም ወሳኝ ፈሳሽ ነው። እጅግ በጣም ወሳኝ በሆነ ሁኔታ ውስጥ ያለው ንጥረ ነገር በጋዝ እና በፈሳሽ ደረጃዎች መካከል ባለው ባህሪያት መካከል መካከለኛ ነው. ስለዚህ፣ ኤስ.ሲ.ኤፍ እንደ ጋዞች ከፍተኛ መጠጋጋት፣ ወደ ፈሳሽ ቅርብ እና ዝቅተኛ viscosity አለው። በዚህ ሁኔታ ውስጥ ያለው ስርጭት በፈሳሽ እና በጋዝ መካከል መካከለኛ ዋጋ አለው. እጅግ በጣም ወሳኝ በሆነው ሁኔታ ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች በላብራቶሪ እና በኢንዱስትሪ ሂደቶች ውስጥ ኦርጋኒክ ፈሳሾችን እንደ ምትክ ሆነው ሊያገለግሉ ይችላሉ። እጅግ በጣም ወሳኝ ውሃ እና እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ ካርቦን ዳይኦክሳይድ ከተወሰኑ ንብረቶች ጋር በተያያዘ ከፍተኛውን ፍላጎት እና ስርጭት አግኝተዋል.
እጅግ በጣም ወሳኝ ከሆኑት ባህሪያት ውስጥ አንዱ ንጥረ ነገሮችን የመፍታት ችሎታ ነው. የፈሳሹን የሙቀት መጠን ወይም ግፊት በመቀየር አንድ ሰው ባህሪያቱን በሰፊው መለወጥ ይችላል። ስለዚህ, ንብረቶቹ ወደ ፈሳሽ ወይም ጋዝ ቅርብ የሆነ ፈሳሽ ማግኘት ይቻላል. ስለዚህ የፈሳሹን የመፍታት ኃይል እየጨመረ በሄደ መጠን (በቋሚ የሙቀት መጠን) ይጨምራል። እፍጋቱ እየጨመረ በሚሄድ ግፊት ስለሚጨምር ግፊቱን መለወጥ የፈሳሹን የመፍታት ኃይል (በቋሚ የሙቀት መጠን) ላይ ተጽዕኖ ሊያሳድር ይችላል። የሙቀት ሁኔታ ውስጥ, ፈሳሽ ንብረቶች መካከል ጥገኝነት በተወሰነ የበለጠ የተወሳሰበ ነው - በቋሚ ጥግግት ላይ ፈሳሽ ያለውን የመሟሟት ኃይል ደግሞ ይጨምራል, ነገር ግን ወሳኝ ነጥብ አጠገብ, የሙቀት ውስጥ ትንሽ ጭማሪ ጥግግት ውስጥ ስለታም ጠብታ ሊያስከትል ይችላል. እና, በዚህ መሠረት, ኃይልን መፍታት. እጅግ በጣም ወሳኝ የሆኑ ፈሳሾች እርስ በእርሳቸው ላልተወሰነ ጊዜ ይደባለቃሉ, ስለዚህ ድብልቅው ወሳኝ ነጥብ ሲደረስ, ስርዓቱ ሁልጊዜ ነጠላ-ደረጃ ይሆናል. የሁለትዮሽ ውህድ ግምታዊ ወሳኝ የሙቀት መጠን የቁሶች ወሳኝ መለኪያዎች እንደ አርቲሜቲክ አማካኝ ሊሰላ ይችላል Tc(ድብልቅ) = (mole ክፍልፋይ A) x TcA + (mole ክፍልፋይ) x TcB።

11. ጋዞች- (የፈረንሳይ ጋዝ ፣ ከግሪክ ትርምስ - ትርምስ) ፣ የንጥረቶቹ አጠቃላይ ሁኔታ (ሞለኪውሎች ፣ አተሞች ፣ አየኖች) የሙቀት እንቅስቃሴ እንቅስቃሴ ኃይል በመካከላቸው ካለው የግንኙነት ኃይል በእጅጉ ይበልጣል ፣ እና ስለሆነም ቅንጣቶች። በነፃነት መንቀሳቀስ ፣ የውጭ መስኮች በሌሉበት አንድ ወጥ በሆነ ሁኔታ መሙላት ፣ ሙሉው ድምጽ ለእነሱ ተሰጥቷል።

12. ፕላዝማ- (ከግሪክ ፕላዝማ - የተቀረጸ, ቅርጽ ያለው), የቁስ ሁኔታ, እሱም ionized ጋዝ ነው, በውስጡም አወንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች እኩል ናቸው (ኳሲ-ገለልተኛነት). በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ያለው አብዛኛው ንጥረ ነገር በፕላዝማ ሁኔታ ውስጥ ነው-ከዋክብት ፣ ጋላክሲክ ኔቡላዎች እና ኢንተርስቴላር መካከለኛ። ከመሬት አጠገብ፣ ፕላዝማ በፀሃይ ንፋስ፣ ማግኔቶስፌር እና ionosphere መልክ አለ። ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው ፕላዝማ (ቲ ~ 106 - 108 ኪ) ከዲዩትሪየም እና ትሪቲየም ቅልቅል በመመርመር ቁጥጥር የሚደረግበት ቴርሞኑክሊየር ውህደትን ተግባራዊ ለማድረግ በማቀድ ላይ ነው። ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው ፕላዝማ (T Ј 105K) በተለያዩ የጋዝ ማፍሰሻ መሳሪያዎች (ጋዝ ሌዘር, ion መሳሪያዎች, ኤምኤችዲ ማመንጫዎች, የፕላዝማ ችቦዎች, የፕላዝማ ሞተሮች, ወዘተ) እንዲሁም በቴክኖሎጂ (ፕላዝማ ሜታልላርጂ, የፕላዝማ ቁፋሮ, ወዘተ ይመልከቱ). የፕላዝማ ቴክኖሎጂ).

13. የተበላሹ ነገሮች- በፕላዝማ እና በኒውትሮኒየም መካከል መካከለኛ ደረጃ ነው. በነጭ ድንክ ውስጥ ይታያል እና በከዋክብት ዝግመተ ለውጥ ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል. አተሞች እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን እና ግፊቶች ውስጥ ሲሆኑ ኤሌክትሮኖቻቸውን ያጣሉ (ወደ ኤሌክትሮን ጋዝ ውስጥ ይገባሉ). በሌላ አነጋገር እነሱ ሙሉ በሙሉ ionized (ፕላዝማ) ናቸው. የእንደዚህ አይነት ጋዝ (ፕላዝማ) ግፊት የሚወሰነው በኤሌክትሮን ግፊት ነው. እፍጋቱ በጣም ከፍ ያለ ከሆነ, ሁሉም ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው እንዲቀራረቡ ይገደዳሉ. ኤሌክትሮኖች የተወሰኑ ሃይሎች ባላቸው ግዛቶች ውስጥ ሊሆኑ ይችላሉ, እና ሁለት ኤሌክትሮኖች አንድ አይነት ሃይል ሊኖራቸው አይችልም (እሽክርክሮቹ ተቃራኒ ካልሆነ በስተቀር). ስለዚህ, ጥቅጥቅ ባለ ጋዝ ውስጥ, ሁሉም ዝቅተኛ የኃይል ደረጃዎች በኤሌክትሮኖች የተሞሉ ናቸው. እንዲህ ዓይነቱ ጋዝ መበስበስ ይባላል. በዚህ ሁኔታ ኤሌክትሮኖች የስበት ኃይልን የሚቃወሙ የተበላሹ ኤሌክትሮኖች ግፊት ያሳያሉ.

14. ኒውትሮኒየም- ቁስ አካል በከፍተኛ ከፍተኛ ግፊት ውስጥ የሚያልፍበት የመደመር ሁኔታ ፣ በቤተ ሙከራ ውስጥ እስካሁን ሊደረስ የማይችል ፣ ግን በኒውትሮን ኮከቦች ውስጥ አለ። ወደ ኒውትሮን ሁኔታ በሚሸጋገርበት ጊዜ የቁስ አካል ኤሌክትሮኖች ከፕሮቶኖች ጋር ይገናኛሉ እና ወደ ኒውትሮን ይለወጣሉ. በውጤቱም ፣ በኒውትሮን ግዛት ውስጥ ያለው ንጥረ ነገር ሙሉ በሙሉ ኒውትሮኖችን ያቀፈ እና የኑክሌር ቅደም ተከተል ጥግግት አለው። በዚህ ሁኔታ ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን በጣም ከፍተኛ መሆን የለበትም (በኃይል ተመጣጣኝ, ከመቶ ሜቪ አይበልጥም).
በጠንካራ የሙቀት መጠን (በመቶዎች ሜቪ እና ከዚያ በላይ) በኒውትሮን ግዛት ውስጥ የተለያዩ ሜሶኖች መወለድ እና ማጥፋት ይጀምራሉ. ተጨማሪ የሙቀት መጠን መጨመር, መፍታት ይከሰታል, እና ጉዳዩ ወደ quark-gluon ፕላዝማ ሁኔታ ውስጥ ያልፋል. ከአሁን በኋላ ሃድሮንን ያቀፈ አይደለም፣ ነገር ግን ያለማቋረጥ የሚወለዱ እና የሚጠፉ ኳርኮች እና ግሉኖች ናቸው።

15. Quark-gluon ፕላዝማ(ክሮሞፕላዝም) በከፍተኛ ሃይል ፊዚክስ እና ኤሌሜንታሪ ቅንጣቢ ፊዚክስ ውስጥ የሚገኝ የቁስ አካል ድምር ሁኔታ ሲሆን በዚህ ውስጥ ሃድሮኒክ ቁስ ኤሌክትሮኖች እና ionዎች በተለመደው ፕላዝማ ውስጥ ካሉበት ሁኔታ ጋር ተመሳሳይነት አላቸው።
ብዙውን ጊዜ በhadrons ውስጥ ያለው ጉዳይ ቀለም የሌለው ("ነጭ") ተብሎ በሚጠራው ሁኔታ ውስጥ ነው. ያም ማለት የተለያየ ቀለም ያላቸው ኩርባዎች እርስ በርስ ይካካሳሉ. በተለመደው ጉዳይ ውስጥ ተመሳሳይ ሁኔታ አለ - ሁሉም አተሞች በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ሲሆኑ ፣ ማለትም ፣
በእነሱ ውስጥ አዎንታዊ ክፍያዎች በአሉታዊ ይከፈላሉ ። ከፍ ባለ የሙቀት መጠን, የአተሞች ionization ሊከሰት ይችላል, ክሶቹ ሲለያዩ, እና ንጥረ ነገሩ እንደሚሉት, "ኳሲ-ገለልተኛ" ይሆናል. ያም ማለት አጠቃላይ የቁስ አካል በገለልተኛነት የሚቆይ ሲሆን የነጠላ ቅንጣቶች ደግሞ ገለልተኛ መሆን ያቆማሉ። ምናልባትም, ከሃድሮኒክ ቁስ ጋር ተመሳሳይ ነገር ሊከሰት ይችላል - በጣም ከፍተኛ በሆነ ኃይል, ቀለም ይለቀቃል እና ንጥረ ነገሩን "ኳሲ-ቀለም የሌለው" ያደርገዋል.
የሚገመተው፣ የአጽናፈ ዓለሙን ጉዳይ ከBig Bang በኋላ በነበሩት በመጀመሪያዎቹ ጊዜያት የኳርክ-ግሉን ፕላዝማ ሁኔታ ውስጥ ነበር። አሁን የኳርክ-ግሉን ፕላዝማ በጣም ከፍተኛ ኃይል ባላቸው ቅንጣቶች ግጭት ውስጥ ለአጭር ጊዜ ሊፈጠር ይችላል።
Quark-gluon ፕላዝማ በ 2005 በብሩክሃቨን ብሔራዊ ላቦራቶሪ በ RHIC አፋጣኝ በሙከራ ተገኝቷል። ከፍተኛው የፕላዝማ ሙቀት 4 ትሪሊየን ዲግሪ ሴልሺየስ በየካቲት 2010 ተገኝቷል።

16. እንግዳ ነገር- የመሰብሰቢያ ሁኔታ ፣ ቁስ አካል እስከ ጥግግት ወሰን ድረስ የታመቀ ፣ በ “ኳርክ ሾርባ” መልክ ሊኖር ይችላል። በዚህ ግዛት ውስጥ አንድ ኪዩቢክ ሴንቲሜትር ቁስ በቢሊዮኖች የሚቆጠሩ ቶን ይመዝናል; በተጨማሪም ፣ እሱ የሚገናኘውን ማንኛውንም መደበኛ ንጥረ ነገር ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል በሚለቀቅበት ጊዜ ወደ ተመሳሳይ “እንግዳ” ቅርፅ ይለውጣል።
የኮከብ እምብርት ንጥረ ነገር ወደ “እንግዳ ንጥረ ነገር” በሚቀየርበት ጊዜ የሚወጣው ኃይል ወደ “ኳርክ ኖቫ” ከፍተኛ ኃይለኛ ፍንዳታ ያስከትላል - እና ሊያ እና ዋይድ እንደሚሉት ፣ እሱ በትክክል ነበር ። የሥነ ፈለክ ተመራማሪዎች በመስከረም 2006 ያዩት ፍንዳታ።
የዚህ ንጥረ ነገር ሂደት የሚጀምረው በተራ ሱፐርኖቫ ሲሆን ወደ አንድ ግዙፍ ኮከብ ተለወጠ. በመጀመሪያው ፍንዳታ ምክንያት የኒውትሮን ኮከብ ተፈጠረ. ነገር ግን ሊያ እና ዋይድ እንደሚሉት፣ ብዙም አልዘለቀም - ሽክርክሯ በራሱ መግነጢሳዊ መስክ የቀዘቀዘ ሲመስለው፣ የበለጠ እየጠበበ መጣ፣ ይህም “እንግዳ ነገር” ተፈጠረ። ከመደበኛው የሱፐርኖቫ ፍንዳታ የበለጠ ኃይለኛ የኃይል መለቀቅ - እና የቀድሞው የኒውትሮን ኮከብ ንጥረ ነገር ውጫዊ ንብርብሮች ከብርሃን ፍጥነት ጋር በተቀራረበ ፍጥነት ወደ አካባቢው እየበረሩ ነው።

17. ጠንካራ የተመጣጠነ ጉዳይ- ይህ በውስጡ ያለው ማይክሮፓራሎች እርስ በእርሳቸው ተደራርበው እንዲቀመጡ እስከማድረግ ድረስ የተጨመቀ ንጥረ ነገር ነው, እና ሰውነቱ ራሱ ወደ ጥቁር ጉድጓድ ውስጥ ይወድቃል. "ሲምሜትሪ" የሚለው ቃል እንደሚከተለው ተብራርቷል-ሁሉም ሰው የሚያውቀውን የቁስ አካል አጠቃላይ ሁኔታ ከትምህርት ቤት አግዳሚ ወንበር - ጠንካራ, ፈሳሽ, ጋዝ እንውሰድ. ለእርግጠኝነት፣ ተስማሚ የሆነ ማለቂያ የሌለው ክሪስታል እንደ ጠጣር ያስቡበት። ከትርጉም ጋር በተያያዘ የተወሰነ፣ የተለየ ሲምሜትሪ ተብሎ የሚጠራው አለው። ይህ ማለት ክሪስታል ጥልፍልፍ በሁለት አተሞች መካከል ካለው ክፍተት ጋር እኩል በሆነ ርቀት ከተቀየረ ምንም ነገር አይለወጥም - ክሪስታል ከራሱ ጋር ይጣጣማል. ክሪስታል ከቀለጠ, የውጤቱ ፈሳሽ ሲሜትሪ የተለየ ይሆናል: ይጨምራል. በአንድ ክሪስታል ውስጥ, በተወሰኑ ርቀቶች ላይ እርስ በርስ የተራራቁ ነጥቦች ብቻ, ተመሳሳይ አተሞች የሚገኙበት የክሪስታል ላቲስ ኖዶች የሚባሉት እኩል ናቸው.
ፈሳሹ በድምጽ መጠኑ ውስጥ ተመሳሳይ ነው, ሁሉም ነጥቦቹ እርስ በእርሳቸው የማይነጣጠሉ ናቸው. ይህ ማለት ፈሳሾች በማንኛውም የዘፈቀደ ርቀት ሊፈናቀሉ ይችላሉ (እና በአንዳንድ ልባሞች ብቻ ሳይሆን እንደ ክሪስታል) ወይም በማንኛውም የዘፈቀደ ማዕዘኖች (በክሪስታል ውስጥ በጭራሽ ሊሰሩ የማይችሉ) እና ከራሱ ጋር ይገጣጠማል። የሲሜትሪ ደረጃው ከፍ ያለ ነው። ጋዙ ይበልጥ የተመጣጠነ ነው-ፈሳሹ በእቃው ውስጥ የተወሰነ መጠን ይይዛል እና በመርከቡ ውስጥ አሲሜትሪ አለ ፣ ፈሳሽ ያለበት እና በሌለበት ቦታ ይጠቁማል። በሌላ በኩል, ጋዝ ለእሱ የቀረበውን አጠቃላይ መጠን ይይዛል, እናም በዚህ መልኩ ሁሉም ነጥቦቹ አንዳቸው ከሌላው ሊለዩ አይችሉም. ሆኖም ፣ እዚህ ስለ ነጥቦች ሳይሆን ስለ ትናንሽ ፣ ግን ማክሮስኮፒክ አካላት ማውራት የበለጠ ትክክል ይሆናል ፣ ምክንያቱም በአጉሊ መነጽር ደረጃ አሁንም ልዩነቶች አሉ። አንዳንድ ጊዜ አተሞች ወይም ሞለኪውሎች አሉ, ሌሎች ግን አይደሉም. ሲሜትሪ በአማካኝ ብቻ ነው የሚታየው በአንዳንድ የማክሮስኮፒክ የድምጽ መለኪያዎች ወይም በጊዜ።
ነገር ግን አሁንም በጥቃቅን ደረጃ ላይ ምንም ቅጽበታዊ ሲሜትሪ የለም. ንጥረ ነገሩ በጣም ጠንካራ ከሆነ ፣ በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ተቀባይነት ለሌላቸው ግፊቶች ፣ አተሞች ተጨፍጭፈዋል ፣ ዛጎሎቻቸው እርስ በእርስ ዘልቀው ገብተዋል ፣ እና ኒውክሊየስ መንካት ከጀመረ ፣ ሲምሜትሪ በአጉሊ መነጽር ደረጃ ላይ ይነሳል። ሁሉም ኒውክሊየሮች አንድ አይነት ናቸው እና እርስ በእርሳቸው ተጭነዋል, ኢንተርአቶሚክ ብቻ ሳይሆን ውስጣዊ ርቀቶችም አሉ, እና ቁሱ ተመሳሳይነት ያለው (እንግዳ ንጥረ ነገር) ይሆናል.
ነገር ግን ንዑስ ማይክሮስኮፒክ ደረጃም አለ. ኒውክሊየስ በኒውክሊየስ ውስጥ የሚንቀሳቀሱ ፕሮቶን እና ኒውትሮን ናቸው. በመካከላቸውም የተወሰነ ክፍተት አለ. ኒዩክሊየሎቹም እንዲሰባበሩ መጨመቅዎን ከቀጠሉ ኑክሊዮኖቹ እርስ በእርሳቸው በጥብቅ ይጫናሉ። ከዚያም, በንዑስ ማይክሮስኮፕ ደረጃ, ሲሜትሪ (ሲሜትሪ) ይታያል, ይህም በተራ ኒውክሊየስ ውስጥ እንኳን አይደለም.
ከተነገረው በመነሳት አንድ ሰው በጣም ትክክለኛ የሆነ አዝማሚያ ማየት ይችላል-የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለ መጠን እና ግፊቱ እየጨመረ በሄደ መጠን ቁሱ ይበልጥ የተመጣጠነ ይሆናል. በእነዚህ ግምቶች ላይ በመመስረት, ወደ ከፍተኛው የተጨመቀው ንጥረ ነገር በጥብቅ የተመጣጠነ ተብሎ ይጠራል.

18. ደካማ የተመጣጠነ ነገር- በንብረቶቹ ውስጥ ከጠንካራ ሚዛናዊ ቁስ ጋር ተቃራኒ የሆነ ሁኔታ ፣ በጥንታዊው ዩኒቨርስ ውስጥ ለፕላንክ የሙቀት መጠን ቅርብ በሆነ የሙቀት መጠን ፣ ምናልባትም ከBig Bang በኋላ ከ10-12 ሰከንድ በኋላ የነበረ ፣ ጠንካራ ፣ ደካማ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሀይሎች አንድ ነጠላ ኃይል ነበሩ ። . በዚህ ሁኔታ ቁስ አካል እስከ ጉልበት ድረስ ተጨምቆ፣ ይህም መጨመር ይጀምራል፣ ማለትም ያለ ገደብ ይስፋፋል። ምንም እንኳን የጥንት አጽናፈ ሰማይን ለማጥናት በትልቁ ሃድሮን ኮሊደር ላይ ሙከራዎች ቢደረጉም ፣ ልዕለ ኃያልን ለሙከራ ለማምረት እና ቁስ አካልን ወደዚህ ደረጃ ለማሸጋገር ኃይልን ማግኘት አልተቻለም። ይህንን ንጥረ ነገር በሚፈጥረው የሱፐር ሃይል ስብጥር ውስጥ የስበት መስተጋብር ባለመኖሩ፣ ሱፐርፎርስ ሁሉንም 4 አይነት መስተጋብር ከያዘው ከሱፐርሚሜትሪክ ሃይል ጋር ሲወዳደር በበቂ ሁኔታ የተመጣጠነ አይደለም። ስለዚህ, ይህ የመደመር ሁኔታ እንደዚህ ያለ ስም ተቀብሏል.

19. የጨረር ጉዳይ- ይህ በእውነቱ, ከአሁን በኋላ ንጥረ ነገር አይደለም, ነገር ግን ኃይል በንጹህ መልክ. ነገር ግን፣ የብርሃን ፍጥነት ላይ የደረሰ አካል የሚወስደው ይህ መላምታዊ የመደመር ሁኔታ ነው። በተጨማሪም ሰውነትን ወደ ፕላንክ የሙቀት መጠን (1032 ኪ.ሜ) በማሞቅ ማለትም የእቃውን ሞለኪውሎች ወደ ብርሃን ፍጥነት በማሰራጨት ማግኘት ይቻላል. እንደ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ, ፍጥነቱ ከ 0.99 ሰከንድ በላይ ሲደርስ, የሰውነት ብዛት ከ "መደበኛ" ፍጥነት ይልቅ በፍጥነት ማደግ ይጀምራል, በተጨማሪም ሰውነት ይረዝማል, ይሞቃል, ማለትም ይጀምራል. በኢንፍራሬድ ስፔክትረም ውስጥ ይንሸራተቱ. የ 0.999 ሰከንድ ገደብ ሲያቋርጡ ሰውነቱ በአስደናቂ ሁኔታ ይለዋወጣል እና ወደ ጨረሩ ሁኔታ ፈጣን ደረጃ ሽግግር ይጀምራል. ሙሉ በሙሉ የተወሰደው የአንስታይን ቀመር እንደሚከተለው የመጨረሻው ንጥረ ነገር እየጨመረ የሚሄደው በሙቀት ፣ በኤክስሬይ ፣ በኦፕቲካል እና በሌሎች ጨረሮች መልክ ከሰውነት በተለዩ የጅምላ ብዛት ነው የእያንዳንዳቸው ኃይል። በቀመር ውስጥ በሚቀጥለው ቃል ተገልጿል. ስለዚህ፣ ወደ ብርሃን ፍጥነት የሚቃረብ አካል በሁሉም እይታዎች መብረቅ ይጀምራል፣ ርዝመቱ እያደገ እና በጊዜ ፍጥነት ይቀንሳል፣ ወደ ፕላንክ ርዝመት እየቀዘፈ፣ ማለትም ፍጥነት ሲ ሲደርስ ሰውነቱ ወደ ማለቂያ ወደሌለው ረጅም እና ቀጭን ይለወጣል። ጨረሩ በብርሃን ፍጥነት የሚንቀሳቀስ እና ምንም ርዝመት የሌላቸው ፎቶኖች ያሉት ሲሆን ወሰን የሌለው ጅምላው ሙሉ በሙሉ ወደ ኃይል ይለወጣል። ስለዚህ እንዲህ ዓይነቱ ንጥረ ነገር ጨረር ይባላል.

ሁሉም ነገር ከአራቱ ቅርጾች በአንዱ ሊኖር ይችላል. እያንዳንዳቸው የተወሰነ የቁስ አካል ናቸው። በምድር ተፈጥሮ ውስጥ, አንድ ብቻ በሦስቱ ውስጥ በአንድ ጊዜ ይወከላል. ይህ ውሃ ነው. ሲተን፣ ሲቀልጥ እና ሲደነድን ማየት ቀላል ነው። ይህም እንፋሎት, ውሃ እና በረዶ ነው. ሳይንቲስቶች የቁስ አካላትን አጠቃላይ ሁኔታ እንዴት መለወጥ እንደሚችሉ ተምረዋል። ለእነሱ ትልቁ ችግር ፕላዝማ ብቻ ነው. ይህ ግዛት ልዩ ሁኔታዎችን ይፈልጋል.

ምንድን ነው, በምን ላይ የተመሰረተ ነው እና እንዴት ይገለጻል?

አካሉ ወደ ሌላ የቁስ አካል ካለፈ፣ ይህ ማለት ሌላ ነገር ታየ ማለት አይደለም። ንጥረ ነገሩ ተመሳሳይ ነው. ፈሳሹ የውሃ ሞለኪውሎች ካሉት ፣ ከዚያ እነሱ ከበረዶ ጋር በእንፋሎት ውስጥ ይሆናሉ። የእነሱ አቀማመጥ, የእንቅስቃሴ ፍጥነት እና እርስ በርስ የመስተጋብር ኃይሎች ብቻ ይለወጣሉ.

"አጠቃላይ ግዛቶች (8ኛ ክፍል)" የሚለውን ርዕስ ሲያጠኑ, ከመካከላቸው ሦስቱ ብቻ ናቸው. እነዚህ ፈሳሽ, ጋዝ እና ጠንካራ ናቸው. የእነሱ መገለጫዎች በአካባቢው አካላዊ ሁኔታ ላይ የተመሰረቱ ናቸው. የእነዚህ ግዛቶች ባህሪያት በሰንጠረዥ ውስጥ ቀርበዋል.

የመጀመሪያ ሁኔታ: ጠንካራ

ከሌሎች የሚለየው መሠረታዊው ልዩነት ሞለኪውሎቹ በጥብቅ የተቀመጠ ቦታ አላቸው. ስለ ጠንካራ የመሰብሰብ ሁኔታ ሲናገሩ ብዙውን ጊዜ ክሪስታሎች ማለት ነው. በእነሱ ውስጥ, የላቲስ መዋቅር የተመጣጠነ እና በጥብቅ ወቅታዊ ነው. ስለዚህ, ሰውነት ምንም ያህል ርቀት ቢሰራጭ, ሁልጊዜም ተጠብቆ ይቆያል. የአንድ ንጥረ ነገር ሞለኪውሎች የመወዛወዝ እንቅስቃሴ ይህንን ጥልፍ ለማጥፋት በቂ አይደለም.

ነገር ግን ቅርጽ የሌላቸው አካላትም አሉ. በአተሞች ዝግጅት ውስጥ ጥብቅ መዋቅር ይጎድላቸዋል. በየትኛውም ቦታ ሊሆኑ ይችላሉ. ነገር ግን ይህ ቦታ እንደ ክሪስታል አካል የተረጋጋ ነው. በአሞርፊክ እና ክሪስታል ንጥረ ነገሮች መካከል ያለው ልዩነት የተወሰነ የማቅለጥ (ማጠናከሪያ) የሙቀት መጠን ስለሌላቸው እና በፈሳሽነት ተለይተው ይታወቃሉ. የእነዚህ ንጥረ ነገሮች ግልጽ ምሳሌዎች ብርጭቆ እና ፕላስቲክ ናቸው.

ሁለተኛ ሁኔታ: ፈሳሽ

ይህ የቁስ አካል በጠንካራ እና በጋዝ መካከል ያለ መስቀል ነው። ስለዚህ, ከመጀመሪያው እና ከሁለተኛው የተወሰኑ ንብረቶችን ያጣምራል. ስለዚህ, በቅንጦቹ እና በግንኙነታቸው መካከል ያለው ርቀት ክሪስታሎች ከነበረው ጋር ተመሳሳይ ነው. ግን እዚህ ያለው ቦታ እና እንቅስቃሴ ወደ ጋዝ ቅርብ ነው. ስለዚህ, ፈሳሹ ቅርፁን አይይዝም, ነገር ግን በሚፈስበት ዕቃ ላይ ይሰራጫል.

ሦስተኛው ግዛት: ጋዝ

"ፊዚክስ" ለተባለው ሳይንስ በጋዝ መልክ ያለው የመደመር ሁኔታ በመጨረሻው ቦታ ላይ አይደለም. ከሁሉም በላይ, በዙሪያዋ ያለውን ዓለም ታጠናለች, እና በውስጡ ያለው አየር በጣም የተለመደ ነው.

የዚህ ግዛት ገፅታዎች በሞለኪውሎች መካከል ያሉ የግንኙነቶች ኃይሎች በተግባር የማይገኙ ናቸው. ይህ ነፃ እንቅስቃሴያቸውን ያብራራል. በዚህ ምክንያት የጋዝ ንጥረ ነገር ለእሱ የቀረበውን አጠቃላይ መጠን ይሞላል. ከዚህም በላይ ሁሉም ነገር ወደዚህ ሁኔታ ሊተላለፍ ይችላል, በሚፈለገው መጠን የሙቀት መጠን መጨመር ያስፈልግዎታል.

አራተኛው ሁኔታ: ፕላዝማ

ይህ የቁስ አካል ሙሉ በሙሉ ወይም በከፊል ionized የሆነ ጋዝ ነው። ይህ ማለት በውስጡ ያሉት በአሉታዊ እና በአዎንታዊ መልኩ የሚሞሉ ቅንጣቶች ቁጥር ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ ነው። ይህ ሁኔታ ጋዝ ሲሞቅ ይከሰታል. ከዚያም የሙቀት ionization ሂደት ስለታም ማጣደፍ ነው. ሞለኪውሎች ወደ አቶሞች የተከፋፈሉ በመሆናቸው ነው. የኋለኛው ደግሞ ወደ ionዎች ይለወጣል.

በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ, እንዲህ ዓይነቱ ሁኔታ በጣም የተለመደ ነው. ምክንያቱም ሁሉንም ከዋክብትን እና በመካከላቸው ያለውን መካከለኛ ይዟል. ከምድር ገጽ ድንበሮች ውስጥ, በጣም አልፎ አልፎ ነው የሚከሰተው. ከ ionosphere እና ከፀሃይ ንፋስ በተጨማሪ ፕላዝማ የሚቻለው ነጎድጓድ በሚከሰትበት ጊዜ ብቻ ነው. በመብረቅ ብልጭታ ውስጥ, የከባቢ አየር ጋዞች ወደ አራተኛው የቁስ ሁኔታ ውስጥ የሚገቡበት ሁኔታዎች ይፈጠራሉ.

ነገር ግን ይህ ማለት ፕላዝማ በቤተ ሙከራ ውስጥ አልተፈጠረም ማለት አይደለም. ሊባዛ የሚችለው የመጀመሪያው ነገር የጋዝ ፍሳሽ ነበር. ፕላዝማ አሁን የፍሎረሰንት መብራቶችን እና የኒዮን ምልክቶችን ይሞላል።

በክልሎች መካከል ያለው ሽግግር እንዴት ይከናወናል?

ይህንን ለማድረግ የተወሰኑ ሁኔታዎችን መፍጠር አለብዎት-ቋሚ ግፊት እና የተወሰነ የሙቀት መጠን. በዚህ ሁኔታ የአንድ ንጥረ ነገር አጠቃላይ ሁኔታ ለውጥ ከኃይል መለቀቅ ወይም ከመሳብ ጋር አብሮ ይመጣል። ከዚህም በላይ ይህ ሽግግር በመብረቅ ፍጥነት አይከሰትም, ነገር ግን የተወሰነ ጊዜ ይጠይቃል. በዚህ ጊዜ, ሁኔታዎቹ ሳይለወጡ መቆየት አለባቸው. ሽግግሩ የሚከሰተው በአንድ ጊዜ ቁስ አካል በሁለት ዓይነቶች ሲሆን ይህም የሙቀት ሚዛንን ይጠብቃል.

የመጀመሪያዎቹ ሦስቱ የቁስ ግዛቶች አንዱ ወደ ሌላው ሊተላለፉ ይችላሉ። ቀጥተኛ ሂደቶች እና የተገላቢጦሽ ሂደቶች አሉ. የሚከተሉት ስሞች አሏቸው።

• ማቅለጥ(ከጠንካራ ወደ ፈሳሽ) እና ክሪስታላይዜሽንለምሳሌ የበረዶ መቅለጥ እና የውሃ ጥንካሬ;
• ትነት(ፈሳሽ ወደ ጋዝ) እና ኮንደንስሽንለምሳሌ የውሃ ትነት እና ከእንፋሎት የሚወጣው ምርት;
• sublimation(ከጠንካራ እስከ ጋዝ) እና ማጉደልለምሳሌ, ለመጀመሪያዎቹ ደረቅ መዓዛ መትነን እና ለሁለተኛ ጊዜ በመስታወት ላይ የበረዶ ቅርጾች.

የማቅለጥ እና ክሪስታላይዜሽን ፊዚክስ

ጠንካራ ሰውነት ከተሞቀ, ከዚያም በተወሰነ የሙቀት መጠን, ይባላል የማቅለጫ ነጥብአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር, ማቅለጥ ተብሎ የሚጠራው የመደመር ሁኔታ ለውጥ ይጀምራል. ይህ ሂደት የሚጠራው ኃይልን ከመምጠጥ ጋር አብሮ ይሄዳል የሙቀት መጠንእና በደብዳቤው ምልክት ተደርጎበታል ጥ. እሱን ለማስላት, ማወቅ ያስፈልግዎታል የውህደት ልዩ ሙቀት, እሱም ይገለጻል λ . እና ቀመሩ ይህንን ይመስላል።

ጥ=λ*ሜ, ሜ በማቅለጥ ውስጥ የተካተተ የንጥረ ነገር ብዛት በሚገኝበት.

የተገላቢጦሽ ሂደቱ ከተከሰተ, ማለትም የፈሳሹን ክሪስታላይዜሽን, ከዚያም ሁኔታዎቹ ይደጋገማሉ. ብቸኛው ልዩነት ጉልበት መውጣቱ ነው, እና የመቀነስ ምልክት በቀመር ውስጥ ይታያል.

የእንፋሎት እና ኮንደንስ ፊዚክስ

የንጥረ ነገሩን ማሞቅ, ቀስ በቀስ ኃይለኛ ትነት ወደሚጀምርበት የሙቀት መጠን ይደርሳል. ይህ ሂደት ትነት ይባላል. በድጋሜ በሃይል መሳብ ይታወቃል. እሱን ለማስላት ብቻ, ማወቅ ያስፈልግዎታል የእንፋሎት ልዩ ሙቀት አር. እና ቀመሩ የሚከተለው ይሆናል-

Q=r*m.

የተገላቢጦሽ ሂደት ወይም ኮንዲሽን የሚከሰተው ተመሳሳይ መጠን ያለው ሙቀት ሲለቀቅ ነው. ስለዚህ፣ ተቀንሶ በቀመሩ ውስጥ እንደገና ይታያል።

ፍቺ 1

የቁስ አካላት አጠቃላይ ሁኔታ(ከላቲን “አግሬጎ” ማለት “አያያዝኩ”፣ “አሰርኩ” ማለት ነው) - እነዚህ በጠንካራ ፣ በፈሳሽ እና በጋዝ ቅርፅ ተመሳሳይ ንጥረ ነገር ግዛቶች ናቸው።

ከአንዱ ግዛት ወደ ሌላ በሚሸጋገርበት ጊዜ ድንገተኛ የኃይል ለውጥ, ኢንትሮፒ, ጥግግት እና ሌሎች የቁስ አካላት ባህሪያት ይታያል.

ጠንካራ እና ፈሳሽ አካላት

ድፍን- እነዚህ በቅርጻቸው እና በድምፃቸው ቋሚነት የሚለዩ አካላት ናቸው.

በጠንካራ ንጥረ ነገሮች ውስጥ, ኢንተርሞለኪውላር ርቀቶች ትንሽ ናቸው, እና የሞለኪውሎች እምቅ ኃይል ከኪነቲክ ሃይል ጋር ሊወዳደር ይችላል.

ጠንካራ አካላት በ 2 ዓይነቶች ይከፈላሉ ።

1. ክሪስታል;
2. አሞርፎስ።

በቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን ውስጥ ያሉ ክሪስታላይን አካላት ብቻ ናቸው። አሞርፎስ አካላት፣ እንደ እውነቱ ከሆነ፣ የሜታስታብል ግዛቶች ናቸው፣ እነሱም አወቃቀሩ ሚዛናዊ ካልሆኑት ጋር ተመሳሳይነት ያላቸው፣ ቀስ በቀስ ፈሳሾችን የሚያንፀባርቁ ናቸው። ባልተለመደ አካል ውስጥ ከመጠን በላይ ቀርፋፋ ክሪስታላይዜሽን ይከናወናል ፣ አንድ ንጥረ ነገር ቀስ በቀስ ወደ ክሪስታል ደረጃ የመቀየር ሂደት። በክሪስታል እና በአሞርፎስ ጠንካራ መካከል ያለው ልዩነት በዋነኝነት በንብረቶቹ አኒሶትሮፒ ውስጥ ነው። የክሪስታል አካል ባህሪያት የሚወሰነው በጠፈር ውስጥ ባለው አቅጣጫ ላይ በመመስረት ነው. የተለያዩ ሂደቶች (ለምሳሌ, thermal conductivity, የኤሌክትሪክ conductivity, ብርሃን, ድምፅ) በተለያዩ መንገዶች ውስጥ ጠንካራ አካል አቅጣጫ ይሰራጫሉ. ነገር ግን ቅርጽ ያላቸው አካላት (ለምሳሌ ብርጭቆ፣ ሙጫ፣ ፕላስቲኮች) እንደ ፈሳሽ አይዞሮፒክ ናቸው። በአሞርፊክ አካላት እና ፈሳሾች መካከል ያለው ልዩነት በኋለኛው ውስጥ ፈሳሽ በመሆናቸው ብቻ ነው ፣ የማይለዋወጡ ለውጦች በውስጣቸው አይከሰቱም ።

የክሪስታል አካላት ትክክለኛ ሞለኪውላዊ መዋቅር አላቸው. ክሪስታል አኒሶትሮፒክ ባህሪያት ስላለው በትክክለኛው መዋቅር ምክንያት ነው. የክሪስታል አተሞች ትክክለኛ ዝግጅት ክሪስታል ጥልፍልፍ ተብሎ የሚጠራውን ይፈጥራል. በተለያዩ አቅጣጫዎች, በጥልፍ ውስጥ ያሉት አቶሞች የሚገኙበት ቦታ የተለየ ነው, ይህም ወደ አኒሶትሮፒ ይመራዋል. በክሪስታል ጥልፍልፍ ውስጥ ያሉት አቶሞች (አየኖች ወይም ሙሉ ሞለኪውሎች) በመሃከለኛ ቦታዎች አቅራቢያ በዘፈቀደ የመወዛወዝ እንቅስቃሴን ያከናውናሉ፣ እነዚህም እንደ ክሪስታል ጥልፍልፍ አንጓዎች ይቆጠራሉ። የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለ መጠን የመወዛወዝ ኃይል ከፍ ያለ ነው, እና ስለዚህ የመወዛወዝ አማካኝ ስፋት. በመወዛወዝ ስፋት ላይ በመመስረት የክሪስታል መጠን ይወሰናል. የመወዛወዝ ስፋት መጨመር የሰውነት መጠን መጨመር ያስከትላል. ስለዚህ, የጠንካራዎች የሙቀት መስፋፋት ተብራርቷል.

ፍቺ 3

ፈሳሽ አካላት- እነዚህ የተወሰነ መጠን ያላቸው አካላት ናቸው, ነገር ግን የመለጠጥ ቅርጽ የላቸውም.

በፈሳሽ ሁኔታ ውስጥ ያለው ንጥረ ነገር በጠንካራ ኢንተርሞለኩላር መስተጋብር እና ዝቅተኛ መጭመቅ ተለይቶ ይታወቃል። አንድ ፈሳሽ በጠንካራ እና በጋዝ መካከል መካከለኛ ቦታ ይይዛል. ፈሳሾች, እንደ ጋዞች, isotopic ባህርያት አላቸው. በተጨማሪም ፈሳሹ የፈሳሽነት ባህሪ አለው. በእሱ ውስጥ, እንደ ጋዞች, የጭረት ጭንቀት (የጭረት ጭንቀት) አካላት የሉም. ፈሳሾች ከባድ ናቸው, ማለትም, የእነሱ የተወሰነ ስበት ከጠንካራ ጥንካሬ ጋር ሊወዳደር ይችላል. በክሪስታላይዜሽን ሙቀቶች አቅራቢያ, የሙቀት አቅማቸው እና ሌሎች የሙቀት ባህሪያት ከጠንካራዎች ጋር ቅርብ ናቸው. በፈሳሽ ውስጥ ትክክለኛው የአተሞች አቀማመጥ በተወሰነ መጠን ይታያል, ነገር ግን በትንሽ ቦታዎች ብቻ ነው. እዚህ፣ አቶሞች በኳሲክሪስታሊን ሴል አንጓዎች ዙሪያ የመወዛወዝ እንቅስቃሴን ያከናውናሉ፣ ነገር ግን እንደ ጠንካራ አካል አተሞች በተቃራኒ በየጊዜው ከአንዱ መስቀለኛ ወደ ሌላው ይዝላሉ። በውጤቱም, የአተሞች እንቅስቃሴ በጣም የተወሳሰበ ይሆናል: ማወዛወዝ, ግን በተመሳሳይ ጊዜ, የመወዛወዝ ማእከል በጠፈር ውስጥ ይንቀሳቀሳል.

ጋዝይህ በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት በጣም ትልቅ የሆነበት የቁስ ሁኔታ ነው።

በዝቅተኛ ግፊቶች ውስጥ ባሉ ሞለኪውሎች መካከል ያለው የግንኙነት ኃይሎች ችላ ሊባሉ ይችላሉ። የጋዝ ቅንጣቶች ለጋዝ የሚሰጠውን አጠቃላይ መጠን ይሞላሉ. ጋዞች ከፍተኛ ሙቀት ያላቸው ወይም ያልተሟሉ ትነት ተደርገው ይወሰዳሉ። ልዩ የጋዝ ዓይነት ፕላዝማ ነው (በከፊል ወይም ሙሉ በሙሉ ionized ጋዝ በውስጡ የአዎንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች እፍጋቶች ተመሳሳይ ናቸው)። ማለትም፣ ፕላዝማ በከፍተኛ ርቀት የኤሌትሪክ ሃይሎችን በመጠቀም እርስ በርስ የሚግባቡ የተሞሉ ቅንጣቶች ጋዝ ነው፣ ነገር ግን የቅርብ እና የሩቅ ቅንጣቶች የሉትም።

እንደሚያውቁት ንጥረ ነገሮች ከአንድ የመደመር ሁኔታ ወደ ሌላ መንቀሳቀስ ይችላሉ.

ፍቺ 5

ትነት- ይህ የአንድ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታን የመቀየር ሂደት ነው ፣ በዚህ ጊዜ ሞለኪውሎች ከፈሳሽ ወይም ከጠንካራ ሰውነት ወለል ላይ የሚበሩበት ፣ የእንቅስቃሴው ኃይል የሞለኪውሎች መስተጋብር እምቅ ኃይልን ይለውጣል።

ትነት የደረጃ ሽግግር ነው። በእንፋሎት ጊዜ የፈሳሹ ወይም የጠንካራው ክፍል ወደ ትነት ይለወጣል.

ፍቺ 6

በጋዝ ሁኔታ ውስጥ ያለ ንጥረ ነገር ከተለዋዋጭ ሚዛን ጋር ፈሳሽ ይባላል ጀልባ. በዚህ ሁኔታ ፣ በሰውነት ውስጥ ያለው የኃይል ለውጥ ከሚከተሉት ጋር እኩል ነው-

∆ ዩ = ± ሜትር አር (1) ፣

m የሰውነት ክብደት የት ነው, r የተለየ የእንፋሎት ሙቀት (J / k g) ነው.

ፍቺ 7

ኮንደንስሽንየተገላቢጦሽ የእንፋሎት ሂደት ነው.

የውስጥ ሃይል ለውጥ በቀመር (1) ይሰላል።

ፍቺ 8

ማቅለጥ- ይህ ንጥረ ነገርን ከጠንካራ ሁኔታ ወደ ፈሳሽ ሁኔታ የመቀየር ሂደት ነው, የአንድ ንጥረ ነገር ውህደት ሁኔታን የመቀየር ሂደት ነው.

አንድ ንጥረ ነገር ሲሞቅ, የውስጣዊው ጉልበት ይጨምራል, ስለዚህ, የሞለኪውሎች የሙቀት እንቅስቃሴ ፍጥነት ይጨምራል. አንድ ንጥረ ነገር ወደ ማቅለጥ ደረጃ ላይ ሲደርስ የአንድ ጠንካራ ክሪስታል ጥልፍልፍ ይደመሰሳል. በንጥሎች መካከል ያለው ትስስር እንዲሁ ወድሟል, እና በንጥረ ነገሮች መካከል ያለው የግንኙነት ኃይል ይጨምራል. ወደ ሰውነት የሚተላለፈው ሙቀት የዚህን አካል ውስጣዊ ጉልበት ለመጨመር ይሄዳል, እና የኃይል ከፊሉ በሚቀልጥበት ጊዜ የሰውነትን መጠን ለመለወጥ ስራ ለመስራት ይውላል. ለብዙ ክሪስታል አካላት, በሚቀልጥበት ጊዜ መጠኑ ይጨምራል, ነገር ግን ልዩ ሁኔታዎች አሉ (ለምሳሌ በረዶ, የብረት ብረት). Amorphous አካላት የተለየ የማቅለጫ ነጥብ የላቸውም. ማቅለጥ የሂደት ሽግግር ነው, እሱም በሟሟ የሙቀት መጠን ላይ በድንገት በሚከሰት የሙቀት መጠን ለውጥ ይታወቃል. የማቅለጫው ነጥብ በእቃው ላይ የተመሰረተ ሲሆን በሂደቱ ውስጥ ቋሚነት ይኖረዋል. ከዚያ በሰውነት ውስጥ ያለው የኃይል ለውጥ ከሚከተሉት ጋር እኩል ነው-

∆ ዩ = ± ሜትር λ (2) ፣

የት λ የውህደት ልዩ ሙቀት ነው (D f / k g) .

ትርጉም 9

ክሪስታላይዜሽንየማቅለጥ ተቃራኒው ሂደት ነው.

የውስጥ ሃይል ለውጥ በቀመር (2) ይሰላል።

በማሞቅ ወይም በማቀዝቀዝ ጊዜ የእያንዳንዱ የስርዓቱ አካል ውስጣዊ የኃይል ለውጥ በቀመር ይሰላል-

∆ ዩ = ሜትር ሐ ∆ ቲ (3) ፣

ሐ የቁሱ የተወሰነ የሙቀት አቅም፣ J እስከ K፣ △ ቲ የሰውነት ሙቀት ለውጥ ነው።

ፍቺ 10

የንጥረ ነገሮችን ከአንድ የመደመር ሁኔታ ወደ ሌላ መለወጥ ሲታሰብ አንድ ሰው ከሚባሉት ውጭ ማድረግ አይችልም. የሙቀት ሚዛን እኩልታዎችበሙቀት መከላከያ ስርዓት ውስጥ የሚወጣው አጠቃላይ የሙቀት መጠን በዚህ ስርዓት ውስጥ ካለው የሙቀት መጠን (ጠቅላላ) ጋር እኩል ነው።

ጥ 1 + ጥ 2 + ጥ 3 + . . . + Q n = Q " 1 + Q " 2 + Q " 3 + . . + Q " k .

በመሠረቱ, የሙቀት ሚዛን እኩልነት በሙቀት መከላከያ ስርዓቶች ውስጥ ለሙቀት ማስተላለፊያ ሂደቶች የኃይል ቁጠባ ህግ ነው.

ምሳሌ 1

በሙቀት-የተሸፈነ ዕቃ ውስጥ ውሃ እና በረዶ የሙቀት መጠን t i = 0 ° ሴ. የውሃ መጠን m υ እና የበረዶ m i ከ 0.5 ኪ.ግ እና 60 ግራም ጋር እኩል ነው የውሃ ትነት የጅምላ m p = 10 g የሙቀት መጠን t p = 100 ° ሴ. የሙቀት ምጣኔ (thermal equilibrium) ከተመሠረተ በኋላ በእቃው ውስጥ ያለው የውሃ ሙቀት ምን ያህል ይሆናል? በዚህ ሁኔታ የመርከቧን የሙቀት አቅም ግምት ውስጥ ማስገባት አያስፈልግም.

ምስል 1

መፍትሄ

በስርአቱ ውስጥ የትኞቹ ሂደቶች እንደሚከናወኑ ፣ የተመለከትናቸው የቁስ ሁኔታዎች እና የትኞቹን እንዳገኘን እንወስን ።

የውሃ ትነት ይጨመቃል, ሙቀትን ያስወግዳል.

የሙቀት ኃይል በረዶን ለማቅለጥ እና ምናልባትም ከበረዶ የሚገኘውን ውሃ በማሞቅ ላይ ይውላል።

በመጀመሪያ ደረጃ ፣ የሚገኘውን የእንፋሎት ብዛት በሚቀዘቅዝበት ጊዜ ምን ያህል ሙቀት እንደሚለቀቅ እንመርምር።

Q p = - r m p; Q p \u003d 2, 26 10 6 10 - 2 \u003d 2, 26 10 4 (D w),

እዚህ ከማጣቀሻ ቁሳቁሶች r = 2.26 10 6 J k g - ልዩ የእንፋሎት ሙቀት (ለኮንደንስ) ጥቅም ላይ ይውላል.

በረዶን ለማቅለጥ የሚከተለውን የሙቀት መጠን ያስፈልግዎታል:

ጥ i \u003d λ m i Q i \u003d 6 10 - 2 3, 3 10 5 ≈ 2 10 4 (D w)፣

እዚህ, ከማጣቀሻ ቁሳቁሶች, λ = 3, 3 10 5 J k g - የበረዶ መቅለጥ ልዩ ሙቀት አለን.

እንፋሎት ከሚያስፈልገው በላይ ሙቀትን ይሰጣል ፣ ያለውን በረዶ ለማቅለጥ ብቻ ነው ፣ ይህ ማለት የሙቀት ሚዛን ሚዛንን እንደሚከተለው እንጽፋለን ።

r m p + c m p (T p - T) = λ m i + c (m υ + m i) (T - T i) .

የጅምላ m p በእንፋሎት በሚፈጠርበት ጊዜ ሙቀት ይለቀቃል እና ከእንፋሎት የተፈጠረውን ውሃ ከሙቀት T ፒ ወደሚፈለገው T. ሙቀት የሚወሰደው በረዶ በጅምላ m i ሲቀልጥ እና ውሃ በጅምላ m υ + m i ከሙቀት ቲ እስከ ቲ ሲሞቅ ነው። T - T i = ∆ T ለልዩነቱ T p - T ን አመልክት፡-

ቲ ፒ - ቲ = ቲ ፒ - ቲ i - ∆ ቲ = 100 - ∆ ቲ.

የሙቀት ሚዛን ሚዛን እንደሚከተለው ይሆናል-

r m p + c m p (100 - ∆ T) = λ m i + c (m υ + m i) ∆ ቲ; c (m υ + m i + m p) ∆ T = r m p + c m p 100 - λ m i; ∆ T = r m p + c m p 100 - λ m i c m υ + m i + m p.

የውሃው ሙቀት መጠን በሠንጠረዥ ውስጥ የመሆኑን እውነታ ግምት ውስጥ በማስገባት ስሌቶችን እናድርግ

c \u003d 4, 2 10 3 J kg K, T p \u003d tp + 273 \u003d 373 K, T i \u003d ti + 273 \u003d 273 K: ∆ ቲ \u003d 2, 26 0 - 6 +2 , 2 10 3 10 - 2 10 2 - 6 10 - 2 3, 3 10 5 4, 2 10 3 5, 7 10 - 1 ≈ 3 (K),

ከዚያ T = 273 + 3 = 276 ኪ

መልስ፡-የሙቀት ምጣኔ (thermal equilibrium) ከተመሰረተ በኋላ በእቃው ውስጥ ያለው የውሃ ሙቀት 276 ኪ.ሜ ይሆናል.

ምሳሌ 2

ምስል 2 የ isotherm ክፍልን ያሳያል, ይህም የአንድ ንጥረ ነገር ከክሪስታል ወደ ፈሳሽ ሁኔታ ሽግግር ጋር ይዛመዳል. በገጽ፣ ቲ ዲያግራም ላይ ከዚህ ክፍል ጋር ምን ይዛመዳል?

ምስል 2

መልስ፡-በ p ላይ የሚታየው አጠቃላይ የግዛቶች ስብስብ ፣ V ዲያግራም በ p ላይ እንደ አግድም መስመር ክፍል ፣ ቲ ዲያግራም በአንድ ነጥብ ይታያል ፣ ይህም የ p እና T እሴቶችን የሚወስን ሲሆን ይህም ከአንድ ሁኔታ መለወጥ ነው ። ወደ ሌላ ውህደት ይከናወናል.

በጽሁፉ ላይ ስህተት ካጋጠመህ እባክህ አድምቀው Ctrl+Enter ን ተጫን