Як ми вже знаємо, уся матерія на Землі існує у формі твердого тіла, рідини або газу, і всі тверді тіла, рідини та гази складаються з надзвичайно дрібних частинок, які називаються атомами та молекулами. Але всі три стани речовини відрізняються один від одного.
На цьому уроці ми детальніше познайомимося з твердими тілами. Ми збираємося обговорити наступне:
Тверда речовина є одним із трьох основних станів речовини. Тверді речовини всюди навколо нас: стілець, стіл, вікна, ручка, скло, прикраси та багато іншого. Молекули твердого тіла розташовані щільно одна до одної і містять найменшу кількість кінетичної енергії. У твердому тілі частинки вібрують на місці. Об’єм твердого тіла – це «кількість простору, зайнятого твердим об’єктом». Об'єм твердої речовини виражається в кубічних одиницях.
Щось зазвичай описують як тверде, якщо воно може тримати власну форму і його важко стиснути. Тверді речовини можуть бути твердими, як цемент, або м’якими, як бавовна; пружний, як гума, легкий, як дерев'яна дошка, або важкий, як свинець. Загальним для твердих тіл є те, що вони мають фіксовані форми та фіксовані об’єми. Це тому, що їхні частинки щільно упаковані одна до одної. Це дозволяє атомам і молекулам утворювати хімічні зв’язки. Частинки в твердому тілі дуже міцно утримуються разом. Простір між частинками дуже малий. Частинки можуть вібрувати, але не можуть вільно рухатися. Ось чому тверді тіла мають фіксовані форми та фіксовані об’єми. Отже, це є причиною того, що тверді тіла також не течуть і є твердими, а також вони не легко стискаються.
Тверді тіла мають власну форму. Вони не приймають форму свого контейнера, як рідини. Якщо налити воду (рідину) у склянку, то вода набуде форми склянки, тому що вода (рідини) тече. Але що, якщо ви візьмете кубик льоду (ми знаємо, що лід — це вода в твердому стані) і покладемо його в скло? Лід не буде текти і приймати форму склянки. Це через поведінку частинок. Але кубик льоду незабаром почне танути, якщо залишити його при кімнатній температурі. чи не так? Це говорить нам про те, що тверді тіла можуть змінювати свій агрегатний стан. І вони змінюють його, коли досягають точки плавлення, шляхом підвищення температури. Температура плавлення - це температура, при якій тверда речовина перетворюється на рідину. Різні тверді речовини залишаються твердими при певній температурі. Точка танення льоду становить 32°F (0°C). Скло, сталь, мідь і алмази є твердими речовинами при кімнатній температурі. Стан, у якому речовина знаходиться при кімнатній температурі, називається її стандартним станом.
Розберемося в цьому на прикладі. Ми розглянемо малюнок нижче і спробуємо розрізнити наявні на ньому стани речовини.
Що станеться, якщо залишити склянку на деякий час при кімнатній температурі? Лід розтане, оскільки його температура плавлення 0°С, і стане рідким. А як щодо скла? Скло залишиться незмінним, тому що воно тверде при кімнатній температурі. А пластикова соломинка залишиться твердою, тому що пластик твердий при кімнатній температурі.
Але чи може талий лід знову стати льодом? Так, і робиться це шляхом заморожування. Вода з талого льоду може знову стати льодом. Так вода знову перейде в тверду фазу.
Все, що має фіксовану форму та об’єм, є прикладом твердого тіла. Приклади твердих речовин включають:
Тверді речовини можна розділити на два типи: кристалічні та аморфні.
Кристалічні тверді речовини є найпоширенішим типом твердих речовин. Вони характеризуються правильною кристалічною організацією атомів, які надають далекого порядку. Кристалічні тверді речовини можуть відрізнятися за своїм атомним складом, зв’язком і структурою. Приклади включають сіль (хлорид натрію), алмаз тощо. Вони можуть бути чотирьох типів:
У аморфних або некристалічних твердих тіл відсутній дальній порядок. Атоми або молекули в цих типах твердих тіл утримуються разом у абсолютно випадковому утворенні. Прикладами є гума, скло, пластик. Їх використання в побуті дуже широке.
Усе навколо нас складається з матерії. Тому застосування твердих речовин дуже широке. Наші будинки з масиву (стіни з цегли, вікна зі скла...). Наші меблі також (стільці, столи, шафи, ліжка та ін.). Багато предметів, якими ми постійно користуємося, є твердими тілами, наприклад одяг, книги, є твердими тілами. Наші прилади виготовлені з твердих матеріалів. Список нескінченний.
