Агрегатные_состояния_вещества_и_фазовые_переходы

1.

Агрегатные состояния вещества и фазовые
переходы
Автор: Ермоленко
Группа: 11РПо8681
1

2.

План
1. Агрегатные состояния
6. Фазовые переходы
2. Твёрдое тело
7. Плавление и кипение
3. Жидкость
8. График нагревания
4. Газ
9. Диаграмма состояния
5. Плазма
10. Применение
2

3.

Агрегатные состояния вещества
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
сохраняет форму и объём
сохраняет объём, принимает
форму сосуда
занимает весь
предоставленный объём
3

4.

Твёрдое тело
• Частицы колеблются около положений
равновесия
• Сохраняет форму и объём
• Кристаллы: дальний порядок и чёткая
температура плавления (лёд, металлы)
• Аморфные тела: размягчаются
постепенно (стекло, смола)
4

5.

Жидкость
• Частицы расположены плотно, но без
строгого порядка
• Сохраняет объём, принимает форму
сосуда
• Текучесть и малая сжимаемость
• Поверхностное натяжение — причина
формы капель
5

6.

Газ
• Частицы далеко друг от друга и
движутся хаотично
• Занимает весь предоставленный
объём
• Легко сжимается
• Давление — результат ударов частиц о
стенки
6

7.

Плазма
• Ионизированный газ: положительные
ионы и электроны
• Самое распространённое состояние
обычного вещества во Вселенной
(звёзды)
• Проводит ток, реагирует на магнитное
поле
• Молния, полярное сияние, лампы
дневного света
7

8.

Фазовые переходы
• Фазовый переход — переход вещества
из одной фазы в другую
• Идёт с поглощением или выделением
теплоты
• При постоянном давлении температура
перехода не меняется
• Сублимация: твёрдое → газ, минуя
жидкость
8

9.

Плавление и кристаллизация
• Плавление: твёрдое → жидкое,
теплота поглощается
• Лёд плавится при 0 °C (нормальное
давление)
• Кристаллизация: жидкое → твёрдое, та
же теплота выделяется
• Температура при переходе постоянна
Теплота плавления
Q=λ·m
λ льда ≈ 330 кДж/кг
9

10.

Испарение и кипение
• Испарение идёт с поверхности при
любой температуре
• Кипение — по всему объёму при
температуре кипения
• Вода кипит при 100 °C (нормальное
давление)
• С ростом давления температура кипения
растёт
• Конденсация — обратный процесс
Теплота парообразования
Q=L·m
L воды ≈ 2,3 МДж/кг
10

11.

График нагревания льда
• Наклонные участки: теплота повышает
температуру
• Горизонтальные участки: температура
постоянна, теплота идёт на фазовый
переход
• Плато кипения длиннее: L больше λ
11

12.

Диаграмма состояния
• Оси: давление и температура
• Кривые — границы между фазами
• Тройная точка воды: 0,01 °C и 611 Па
• Выше критической точки (374 °C, 22
МПа) жидкость и пар неразличимы
12

13.

Примеры применения
• Холодильник: испарение и конденсация хладагента
• Сублимационная сушка продуктов, «сухой лёд»
• Литьё и сварка: плавление и кристаллизация металлов
• Паровые турбины электростанций
• Плазма: лампы дневного света, сварка и резка металла
13

14.

Выводы
• Состояние вещества определяют движение и взаимодействие частиц
• Фазовые переходы идут с поглощением или выделением теплоты
• Температуру перехода задают вещество и давление
• Диаграммы состояния показывают условия существования фаз
Спасибо за внимание!
Ермоленко, 11РПо8681
14