"Матери" гэж юу вэ?
"Матери" нь орон зай эзэлдэг (эзэлхүүнтэй), масстай бүх зүйл юм. Энэ нь орчлон ертөнцийн бүх зүйлийг ямар нэгэн хэлбэр, хэлбэрээр бүрдүүлдэг; энэ бол орчлонгийн бүх зүйл. Энэ нь манай гараг болон бүх ертөнцийг бүрдүүлдэг.
Дэлхий дээр бүх бодис хатуу, шингэн эсвэл хий гэсэн гурван өөр төлөвийн аль нэгэнд оршдог.
Хүн материйн гурван үндсэн төлөвөөс бүтдэг гэдгийг та мэдэх үү?
Өрөөний температурт бодис байх төлөвийг стандарт төлөв гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, өрөөний температурт ус шингэн хэлбэрээр байдаг. Зарим бодисууд өрөөний температурт хий (хүчилтөрөгч ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл) хэлбэрээр оршдог бол зарим нь ус шиг шингэн хэлбэрээр оршдог. Ихэнх металлууд өрөөний температурт хатуу хэлбэрээр байдаг. Мөнгөн ус нь стандарт төлөвт нь метал болон шингэн байх сонирхолтой шинж чанартай байдаг.
Эдгээр төлөв бүр нь жижиг хэсгүүдээс бүрддэг. Бодисын төлөв байдал нь тэдгээрийн бүрдсэн бөөмсийн тооноос хамаарна.
Хатуу
Аливаа зүйлийг ихэвчлэн өөрийн хэлбэрийг барьж чаддаг, шахахад хэцүү байвал хатуу гэж тодорхойлдог. Жишээлбэл, хатуу ус нь мөс юм. Хатуу биетэд молекулууд хоорондоо нягт уялдаатай бөгөөд өндөр нягтралтай байдаг.
Шингэн
Ус шиг шингэн урсаж, урсаж болно, гэхдээ түүнийг сунгаж, шахаж чадахгүй. Шингэний хувьд молекулууд нь ялангуяа бие биендээ ойрхон боловч хатуу биет шиг ойр биш байдаг; молекулууд бие биенээ тойрон хөдөлж, гулсах чадвартай байдаг. Шингэн бодис нь өөрийн гэсэн хэлбэргүй бөгөөд барьж буй савныхаа хэлбэрийг авах болно. Шингэний жишээ бол ус, сүү, жүүс, бензин, нимбэгний ундаа гэх мэт.
Хий
Хий урсаж, өргөжиж, шахаж болно. Хийн хэлбэрийн ус нь уур юм. Хэрэв битүүмжлэлгүй саванд байгаа бол энэ нь зугтдаг. Хийн доторх молекулууд нь хатуу эсвэл шингэнээс хамаагүй илүү тархсан бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо санамсаргүй байдлаар мөргөлддөг. Хий нь ямар ч савыг дүүргэх боловч савыг битүүмжлэхгүй бол хий гарах болно. Хийг шингэн эсвэл хатуугаас хамаагүй амархан шахаж болно.
Материйн төлөв байдлыг өөрчлөх
Бодис нь хатуу, шингэн эсвэл хийн төлөвт байж болох бөгөөд тухайн бодисын төлөвийг түүний температураар голчлон тодорхойлж болно. Бодис бүр өвөрмөц босго температуртай бөгөөд дараа нь төлөвөө өөрчилдөг. Энэ босго температурыг давсны дараа бодис нь фазаа өөрчлөх бөгөөд ингэснээр бодисын төлөв байдал өөрчлөгдөнө. Тогтмол даралтын нөхцөлд температур нь бодисын фазын үндсэн тодорхойлогч юм.
Температураас хамааран бодис нь төлөв байдлыг өөрчилж болно. Хайлах, хөлдөөх, буцалгах, уурших, конденсацлах, сублимация, тунадасжилт нь материалын төлөв байдлыг өөрчлөх арга зам юм.
Бага температурт молекулын хөдөлгөөн буурч, бодисууд дотоод энерги багатай байдаг. Молекулууд бие биетэйгээ харьцангуй бага энергитэй төлөвт суурьшиж, маш бага хөдөлдөг нь хатуу бодисын онцлог шинж юм. Температур нэмэгдэхийн хэрээр хатуу биетийг бүрдүүлэгч хэсгүүдэд нэмэлт дулааны энерги зарцуулагддаг бөгөөд энэ нь нэмэлт молекулын хөдөлгөөнийг үүсгэдэг. Молекулууд бие биенийхээ эсрэг түлхэж эхэлдэг бөгөөд бодисын нийт хэмжээ нэмэгддэг. Энэ үед бодис шингэн төлөвт орсон байна. Температурын өсөлтөөс болж молекулууд маш их дулааны энергийг шингээж, өндөр хурдтайгаар бие биенээ чөлөөтэй хөдөлгөх үед хийн төлөв байдаг.
Хэрэв даралт тогтмол байвал тухайн бодисын төлөв байдал нь түүний өртөж буй температураас бүрэн хамаарна. Ийм учраас хөлдөөгчнөөс гаргавал мөс хайлж, хэт өндөр температурт удаан байлгавал тогооноос ус буцалгана. Температур нь зөвхөн хүрээлэн буй орчинд байгаа дулааны энергийн хэмжээг хэмжих хэмжүүр юм. Бодисыг өөр температуртай орчинд байрлуулах үед бодис болон хүрээлэн буй орчны хооронд дулаан солилцоо явагдаж, хоёулаа тэнцвэрийн температурт хүрдэг. Тиймээс мөсөн шоо халуунд өртөх үед түүний усны молекулууд хүрээлэн буй агаар мандлаас дулааны энергийг шингээж, илүү эрч хүчтэй хөдөлж эхэлдэг тул усны мөс хайлж шингэн ус болж хувирдаг.
Хайлах гэдэг нь хатуу бодисыг шингэн болгон өөрчлөх үйл явц юм. Хатуу бодисыг халаахад бөөмс илүү их энерги өгч, илүү хурдан чичирч эхэлдэг. Тодорхой температурт тоосонцор маш их чичирдэг тул тэдгээрийн дараалсан бүтэц эвдэрдэг. Энэ үед хатуу бодис хайлж шингэн болж хувирдаг. Хатуугаас шингэн болж хувирах температурыг хайлах цэг гэж нэрлэдэг. Хатуу бодис бүр хэвийн агаарын даралтад тогтоосон хайлах цэгтэй байдаг. Ууланд гэх мэт агаарын даралт бага байх үед хайлах цэг буурдаг.
Ууршилт нь шингэнийг хий болгон өөрчлөх үйл явц юм. Хэрэв та өргөн амтай саванд бага зэрэг ус үлдээвэл хэсэг хугацааны дараа ус нь алга болохыг анзаарах болно. Шингэн ус нь хий (усны уур) болж хувирдаг - энэ бол ууршилт юм. Энэ нь шингэн нь буцлах цэгээсээ хамаагүй доогуур хий болж хувирах үед тохиолддог. Шингэн дотор бусад хэсгүүдээс салж хий болж хувирах хангалттай энергитэй хэсгүүд үргэлж байдаг.
Конденсаци гэдэг нь хийг шингэн болгон хувиргах үйл явц юм. Жишээлбэл, агаарт байгаа усны уур нь сэрүүн шөнийн дараа өглөө навч, цонхон дээр бага зэрэг шингэн ус (шүүдэр) болж хувирдаг. Хөргөх объект нь ихэвчлэн халуун объектоос энергийг шингээдэг.
Хөлдөлт гэдэг нь шингэнийг хатуу бодис болгон өөрчлөх үйл явц юм. Энэ нь хайлахын эсрэг юм. Жишээлбэл, лаав бол шингэн чулуулаг бөгөөд галт уулын дундуур 1500 ° C (2,732 ° F) хүртэл өндөр температурт галт уулаар дэлбэрдэг. Гэсэн хэдий ч улаан халуун лаав дэлхийн гадаргуутай уулзахдаа хөрж, дахин хатуу чулуулаг болж хувирдаг.
Буцалгах - Шингэнийг халаах үед хэсгүүдэд илүү их энерги өгдөг. Тэд бие биенээсээ илүү хурдан, холдож эхэлдэг. Тодорхой температурт хэсгүүд бие биенээсээ салж, шингэн нь хий болж хувирдаг. Энэ бол буцлах цэг юм. Бодисын буцалгах цэг үргэлж ижил байдаг; энэ нь ялгаатай биш юм. Жишээлбэл, ус буцалгах цэгээ 100ºC (212ºF) хүрэх үед буцалгана. Энэ нь ус уур болж хувирах температур юм. Уур бол үл үзэгдэх хий юм. Таг дээр хүрэхэд шингэн болж хөргөнө.
Сублимация гэдэг нь хатуу биетийг шингэн болгохгүйгээр хий болгон хувиргах явдал юм. Сублимацийн хамгийн хялбар жишээ бол хуурай мөс байж болно. Хуурай мөс нь хатуу нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2) юм. Гайхалтай нь, та хуурай мөсийг өрөөнд орхиход энэ нь шингэн болж хувиралгүй зүгээр л хий болж хувирдаг. Та шингэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийн талаар сонсож байсан уу? Үүнийг хийж болно, гэхдээ ердийн нөхцөлд биш. Агаар мандлын хэвийн даралтад хайлдаггүй нэгдлийн өөр нэг жишээ бол нүүрс юм. Энэ нь маш өндөр температурт сублимат болно.
Тунадас гэдэг нь хийг хатуу бодис болгон хувиргах явдал юм. Энэ нь хий нь бодисын шингэн төлөвт орохгүйгээр хатуу болох үед үүсдэг. Тул руу ойртох тусам өвлийн өглөө хярууг харж болно. Агаар дахь усны уур нь ургамлын навчис дээр хатуурах үед ургамал дээрх жижиг хяруу талстууд үүсдэг.
Химийн өөрчлөлтүүд физикийн өөрчлөлтүүд
Химийн болон физик өөрчлөлтүүдийн ялгааг ойлгох нь чухал юм. Физик өөрчлөлтүүд нь ихэвчлэн бодисын физик төлөвтэй холбоотой байдаг ба химийн урвалын явцад молекулын холбоо тасрах эсвэл үүссэн үед химийн өөрчлөлтүүд тохиолддог. Химийн өөрчлөлт нь молекулын түвшинд явагддаг.
Молекулуудад өөрчлөлт ороогүй
Каучук сунгах, бөмбөлөгт агаар дүүргэх, лааз бутлах зэрэг нь биеийн өөрчлөлтийн жишээ юм. Эдгээр нь зөвхөн зүйлийн хэлбэрийн өөрчлөлт юм. Молекулын түвшний энерги өөрчлөгдөөгүй тул бодисын төлөв байдалд өөрчлөлт ороогүй болно. Физик өөрчлөлтөд молекулууд өөрчлөгддөггүй, молекулууд ижил хэвээр байгаа бөгөөд шинэ химийн холбоо үүсгэсэн эсвэл тасарсангүй.
Үүний нэгэн адил хайлж буй мөс, буцалж буй ус эсвэл хөлдөөх шингэн ус зэрэг нь эрчим хүч нэмснээр бие махбодын өөрчлөлт юм. Бодисын фаз эсвэл төлөвийн өөрчлөлт, тухайлбал, хатуугаас шингэн рүү, шингэнээс хий рүү, шингэнээс хатуу руу шилжих нь бүгд физик өөрчлөлт юм. Температур эсвэл даралтыг өөрчлөх зэрэг бие махбодийн үйл ажиллагаа нь бие махбодид өөрчлөлт оруулахад хүргэдэг. Жишээлбэл, мөс хайлах эсвэл шингэн усыг хөлдөөх үед химийн өөрчлөлт гардаггүй, усны молекулууд нь усны молекулууд хэвээр байна.
Молекулуудыг өөрчлөх
Химийн өөрчлөлтүүд илүү бага хэмжээгээр явагддаг. Зарим туршилтууд нь өнгөний өөрчлөлт гэх мэт тодорхой химийн өөрчлөлтүүдийг харуулсан боловч ихэнх химийн өөрчлөлтүүд харагдахгүй байна. Устөрөгчийн хэт исэл (H2O2) ус болж хувирах үед химийн өөрчлөлт нь хоёр шингэн нь тунгалаг тул харагдахгүй. Гэтэл хөшигний ард олон тэрбум химийн холбоо үүсч, устгагдаж байна. Устөрөгчийн хэт исэл ус болж өөрчлөгдөхөд хүчилтөрөгч (O2) хийн бөмбөлгийг харж болно. Эдгээр бөмбөлөгүүд нь химийн өөрчлөлтийн нотолгоо юм.
Элсэн чихэр нь элсэн чихэр хэвээр байгаа тул шоо элсэн чихэр хайлуулах нь физик өөрчлөлт юм. Чихрийн шоо шатаах нь химийн өөрчлөлт юм. Гал нь элсэн чихэр ба хүчилтөрөгчийн хоорондох химийн урвалыг идэвхжүүлдэг. Агаар дахь хүчилтөрөгч нь элсэн чихэртэй урвалд орж, химийн холбоо тасардаг.
Агаар дахь хүчилтөрөгчийн хийд төмрийг өртөхөд төмөр зэвэрдэг. Энэ үйл явцыг удаан хугацааны туршид харж болно. Төмөр исэлдэх үед молекулууд бүтэцээ өөрчилдөг бөгөөд эцэст нь төмрийн исэл болдог. Хаягдсан барилгуудын зэвэрсэн хоолойнууд нь исэлдэлтийн процессын бодит жишээ юм.
Өөрчлөлт нь эргэлт буцалтгүй эсвэл эргэлт буцалтгүй байж болно
Буцаж болох өөрчлөлт гэдэг нь дахин өөрчлөх боломжтой өөрчлөлт юм. Жишээлбэл, хэрэв мөсөн шоо хайлсан бол энэ нь ус болж хувирдаг, гэхдээ бид үүнийг дахин хөлдөөж, анхны байдалдаа эргэн орохын тулд мөсөн шоо болж чадна. Хайлах, халаах нь урвуу өөрчлөлтийн жишээ юм.
Эргэшгүй өөрчлөлт гэдэг нь дахин өөрчлөх боломжгүй өөрчлөлт юм. Жишээлбэл, бялууны хольцыг жигнэх нь бялуу болж хувирах бөгөөд бид үүнийг дахин хольц болгон хувиргаж чадахгүй. Химийн урвал явагдсан тул өөрчлөлт нь эргэлт буцалтгүй юм. Шингэнийг содын бикарбонаттай шатаах эсвэл холих нь эргэлт буцалтгүй өөрчлөлтийн жишээ юм.
Тодорхой нэр томьёо болон холбогдох үе шатны өөрчлөлтүүдийн шуурхай агшин зураг:
Хайлуулах/хайлах – Хатуу, шингэн болтлоо
Хөлдөөх - шингэнээс хатуу болтол
Уурших/буцалгах – Шингэн хийн хэлбэрт шилжих
Конденсаци - хий нь шингэн болж хувирдаг
Сублимаци - Хий болтол хатуу
Тунадасжилт - хий нь хатуу болж хувирна
