- Ի՞նչ ագրեգատային վիճակներում կարող է լինել նյութը:
Պինդ, հեղուկ, գազային, պլազմա
- Որո՞նք են ջրի ագրեգատային վիճակները:
Սառույց-պինդ, ջուր-հեղուկ, ջրային գոլորշի-գազ
- Ինչո՞վ են բնորոշվում նյութի այս կամ այն ագրեգատային վիճակները:
Պինդ՝ ունի հաստատուն ձև և ծավալ
Հեղուկ՝ ունի հաստատուն ծավալ, բայց ընդունում է անոթի ձևը
Գազ՝ չունի ոչ ձև, ոչ ծավալ, լցնում է ամբողջ տարածքը
- Թվարկե՛ք բոլոր հնարավոր պրոցեսները, որոնց դեպքում նյութը մի ագրեգատային վիճակից անցնում է մեկ ուրիշի:
Հալում պինդ – հեղուկ
Պնդացում բյուրեղացում հեղուկ – պինդ
Գոլորշիացում հեղուկ – գազ
Խտացում գազ – հեղուկ
Սուբլիմացիա պինդ – գազ
Դեսուբլիմացիա գազ – պինդ
- Բերե՛ք սուբլիմացիայի օրինակներ:
Չոր սառույց – գոլորշի
Ձյուն – գոլորշի ուղղակի անհետանալ
- Ագրեգատային փոխակերպումների ի՞նչ գործնական կիրառություններ գիտեք:
Սառնարաններ և սառեցում
Գոլորշիային շարժիչներ
Մետաղների ձուլում
Չորացում սննդի կամ նյութերի
Օդորակիչներ
- Ո՞ր պրոցեսն է կոչվում հալում:
Պինդ նյութի անցումը հեղուկ վիճակի տաքացման արդյունքում
- Ո՞ր պրոցեսն է կոչվում պնդացում կամ ի՞նչ է բյուրեղացումը:
Հեղուկի անցումը պինդ վիճակի սառեցման արդյունքում
- Ո՞ր ջերմաստիճանում է նյութը հալվում և պնդանում?
Նյութը հալվում և պնդանում է նույն ջերմաստիճանում տվյալ ճնշման դեպքում
- Ի՞նչ է հալման ջերմատիճանը: Նյութի հալման կամ բյուրեղացման ժամանակ ի՞նչ է կատարվում նրա ջերմաստիճանի հետ:
Ջերմաստիճանը որի վրա պինդ նյութը անցնում է հեղուկի և այդ ընթացքում ջերմաստիճանը չի փոխվում մինչև ամբողջ նյութը հալվի կամ պնդանա
- Ինչի՞ են հավասար սառույցի, անագի, պղնձի հալման ջերմաստիճանները:
- Սառույց 0°C
- Անագ 232°C
- Պղնձ 1085°C
- Ո՞ր ջերմաստիճանում են պնդանում հեղուկ ազոտը, սնդիկը, հալեցրած ոսկին:
Հեղուկ ազոտ 210°C
Սնդիկ 39°C
Ոսկի 1064°C
- Ինչո՞ւ են ձմռանը թռչունները նստում գետերն ու լճերը ծածկող սառույցի վրա։
Սառույցը ավելի քիչ է ջերմությունը տարանցում քան ջուրը և ապահովում է կայուն կանգառ ձմռանը իսկ ջուրը շատ արագ կծախսի թռչնի մարմնի ջերմությունը
Առաջադրանք 1․
- Արդյո՞ք կապարը կհալվի, եթե գցեն հալած անագի մեջ:
Հիմնավորե՛ք ձեր պատասխանը։
Ոչ,կապարի հալման ջերմաստիճանը շատ բարձր է՝ 1084°C, իսկ անագը հալվում է 232°C, հետևաբար հալած անագը բավարար ջերմություն չի տալիս կապարը հալեցնելու համար։
- Հնարավո՞ր է ցինկը հալեցնել ալյումինե տարայի մեջ։ Հիմնավորե՛ք ձեր պատասխանը։
Ոչ, ցինկը հալվում է 420°C-ին, ալյումինը թուլանում է ու վնասվում է, հետևաբար անվտանգ չէ
- Ինչու՞են ցուրտ վայրերում դրսի ջերմաստիճանը չափելու համար ոչ թե սնդիկի, այլ ալկոհոլով ջերմաչափեր:
Ալկոհոլը չի սառչում մինչև շատ ցածր ջերմաստիճաններ, իսկ սնդիկը սառչում է -39°C-ին, հետևաբար ալկոհոլով ջերմաչափը ավելի հարմար է ցուրտ տեղերում
Առաջադրանք 2․
- Աղյուսակում բերված մետաղներից ո՞րն է առավել հեշտությամբ հալվող; և որն է աեավել դժվարահալ։
- Համեմատե՛ք պինդ սնդիկի և պինդ սպիրտի հալման կետերը։ Այս նյութերից ո՞րն ունի հալման ավելի բարձր ջերմաստիճան:
Հետաքրքիր է իմանալ․․․
***
1․ Սառույցի տեսակներ․
Գիտությանը հայտնի է սառույցի 11 տեսակ, որոնք տարբերվում են իրենց ներքին կառուցվածքով և ստացվում են ջերմաստիճանների ու ճնշումների տարբեր տիրույթներում։
Ձյան և սառույցի ընդհանուր զանգվածը Երկրի զանգվածի մոտավորապես չորսմիլիոներորդական (4-10-6) մասն է: Սառույցի այս զանգվածը բավարար է մեր մոլորակի մակերևույթը 53 մետր հաստությամբ շերտով պատելու համար: Եթե հանկարծ այդ ամբողջ զանգվածը հալվի` փոխակերպվելով 0 °C ջերմաստիճանի ջրի, ապա համաշխարհային օվկիանոսի մակարդակը կբարձանա մոտավորապես 64 մետրով։
Սառցապատ տարածքներն զբաղեցնում են Երկրի ցամաքի մակերևույթի շուրջ 11%-ը, իսկ երկրագնդի սառույցի 90%-ն Անտարկտիդայում է:
2․ Պլազման բնության մեջ․
Պլազման Տիեզերքում նյութի ամենատարածված վիճակն է: Փաստորեն, ամբողջ հայտնի աշխարհը Երկրից դուրս լցված է պլազմայով: Այնուամենայնիվ, արդյոք դա շատ է մեր մոլորակի վրա: Որտեղ կարող ենք գտնել պլազմա:
Պլազման իոնացված գազ է։ Երբեմն այն կոչվում է նաև նյութի չորրորդ վիճակ՝ երբ գազը դառնում է պլազմա, նրա հատկությունները փոխվում են։ Էլեկտրոններն առանձնացված են նրա որոշ ատոմներից։ Մոլեկուլների ատոմները, որոնք կորցնում են դրանք, վերածվում են իոնների: Իոններն ու էլեկտրոնները ազատ էլեկտրական լիցքեր են, և դրանց առկայությունը պլազման դարձնում է հիանալի հաղորդիչ միջավայր։ Գազի համեմատ այն շատ ավելի լավ է փոխազդում մագնիսական և էլեկտրական դաշտերի հետ։ Այնուամենայնիվ, պլազմայի որոշ ատոմներ չեն կորցնում էլեկտրոնները և մնում են չեզոք:
Պլազման համարվում է նյութի չորրորդ հիմնական վիճակը: այդպես են անվանում բարձր իոնացված գազ՝ լիցքավորված մասնիկների բարձր հարաբերական կոնցենտրացիայով, որն ընդհանուր առմամբ էլեկտրականորեն չեզոք է։ Պլազման ամենատարածված պայմանն է նյութը Տիեզերքում, քանի որ աստղերի մեծ մասը կազմված է դրանից: Ցածր ջերմաստիճանի պլազմայի օրինակ, որը դիտվում է ցամաքային պայմաններում, բոցն է, որը բարձր տաքացվող, մասամբ իոնացված գազ է, որն առաջանում է այրման գործընթացում։
Բացի պլազմայից, Տիեզերքը պարունակում է նյութի այնպիսի հատուկ վիճակներ, ինչպիսիք են նեյտրոնային հեղուկ (նեյտրոնային աստղերը կազմված են դրանից) և այլասերված պլազմա (կազմված լիովին իոնացված միջուկներ և էլեկտրոններ): Այս պայմանները տեղի են ունենում ծայրահեղ բարձր մակարդակի վրա ճնշումներ և ջերմաստիճաններ։
Իրականում բոլոր մարդիկ տեսել են պլազմա: Ավելին, նրան ամեն օր տեսնում են գրեթե բոլորը։ Պլազման Տիեզերքում նյութի ամենատարածված վիճակն է: Այն լրացնում է միջգալակտիկական, միջաստղային և միջմոլորակային տարածությունը։ Աստղերը պատրաստված են պլազմայից, և Արևը բացառություն չէ: Երբ կայծակը հարվածում է ամպրոպի ժամանակ, այն նույնպես պլազմա է։ Կայծակն առաջանում է, երբ ամպերը կամ հողը խիստ էլեկտրականացված են, և օդը իոնացված է: Բարձր արագությամբ լուսանկարչությունը գիտնականներին թույլ է տվել պարզել, որ դա ամենևին էլ էլեկտրական լիցքերի խիտ հոսք չէ, ինչպես նախկինում ենթադրվում էր: Իրականում կայծակը սնամեջ պլազմային ալիք է, որտեղ հոսանքը կենտրոնանում է պատերի մեջ՝ ձևավորելով այսպես կոչված մաշկի շերտ՝ էլեկտրաէներգիայի կենտրոնացման գոտի։ Դրանում լարումը կարող է հասնել միլիարդ վոլտի։
Երկիրը շրջապատված է իոնոսֆերայով, որտեղ մթնոլորտային գազերը իոնացվում են, ինչպես նաև տիեզերական ճառագայթների ազդեցությամբ վերածվում պլազմայի՝ տարրական մասնիկների և ատոմային միջուկների հոսքեր, որոնք շարժվում են բարձր էներգիաներով և, Երկրի դեպքում, հիմնականում գալիս են Արև. Մոլորակի բևեռներում իոնոլորտի վարքագիծը որոշվում է մագնիսական դաշտով։ Երբ պլազմային այլ հոսքեր են հարվածում այստեղ՝ արևային քամին, որը գալիս է մեր աստղից, իոնացված գազերի ատոմներն ու մոլեկուլները հուզվում են, սկսում են փայլել, և մենք տեսնում ենք բևեռափայլը:
Սովորական բոցը դիտելը, լինի դա անտառային հրդեհ, թե վառված լուցկի, թույլ է տալիս մեզ տեսնել նաև պլազմա: Այրման գործընթացում գազերը տաքանում են և թույլ իոնացվում։ Այնուամենայնիվ, բոցը դառնում է էլեկտրական հոսանքի լավ հաղորդիչ միայն այն դեպքում, երբ նրա ջերմաստիճանը շատ բարձր է, և գազերը դառնում են ավելի իոնացված: Երկրի վրա բնական պայմաններում դա անհնար է:
3․ Ամորֆ մարմիններ. Ամորֆ մարմինների հալումը.
Գոյություն ունեն մարմինների հատուկ տեսակ, որոնք սովորաբար կոչվում են նաև պինդ մարմիններ։ Սրանք ամորֆ մարմիններ են։ Բնական պայմաններում նրանք չունեն ճիշտ երկրաչափական ձև։
Ամորֆ մարմինները ներառում են՝ պինդ խեժը, ապակի, հերմետիկ մոմ, էբոնիտ և տարբեր պլաստմասսա։
Շատ ֆիզիկական հատկություններով և իրենց ներքին կառուցվածքով ամորֆ մարմիններն ավելի մոտ են հեղուկներին, քան պինդ մարմիններին։
Պինդ խեժի մի կտոր հարվածից փշրվում է բեկորների, այսինքն՝ այն իրեն պահում է փխրուն մարմնի պես, բայց միևնույն ժամանակ ցուցադրում է նաև հեղուկներին բնորոշ հատկություններ: Խեժի պինդ կտորները, օրինակ, դանդաղորեն տարածվում են հորիզոնական մակերեսի վրա և անոթի մեջ ժամանակի ընթացքում ստանում են դրա ձևը։ Ելնելով նկարագրված հատկություններից՝ պինդ խեժը կարելի է համարել շատ հաստ և մածուցիկ հեղուկ։
Ապակին ունի զգալի ամրություն և կարծրություն, այսինքն՝ պինդ մարմնին բնորոշ հատկություններ: Այնուամենայնիվ, ապակին, չնայած շատ դանդաղ, կարող է հոսել խեժի պես:
Ի տարբերություն բյուրեղային պինդ մարմինների, ամորֆ պինդ մարմիններում ատոմները կամ մոլեկուլները դասավորված են պատահականորեն, ինչպես հեղուկներում։
Բյուրեղային պինդ մարմինները, ինչպես տեսանք (տես նկ. 18), հալվում և ամրանում են նույն ջերմաստիճանում, որը խստորեն սահմանված է յուրաքանչյուր նյութի համար։ Ամորֆ նյութերը, ինչպիսիք են խեժը, մոմը և ապակին, տարբեր կերպ են վարվում։ Երբ տաքանում են, դրանք աստիճանաբար փափկում են, հեղուկանում և վերջապես վերածվում հեղուկի։ Նրանց ջերմաստիճանը անընդհատ փոխվում է։ Երբ ամորֆ մարմինները պնդանում են, նրանց ջերմաստիճանը նույնպես անընդհատ նվազում է։
Ամորֆ պինդ մարմիններում, ինչպես հեղուկներում, մոլեկուլները կարող են ազատորեն շարժվել միմյանց նկատմամբ։ Երբ ամորֆ մարմինը տաքացվում է, մոլեկուլների շարժման արագությունը մեծանում է, մոլեկուլների միջև հեռավորությունները մեծանում են, և նրանց միջև կապերը թուլանում են։ Արդյունքում ամորֆ մարմինը փափկվում է և դառնում հեղուկ։
Իմանալով ամորֆ մարմինների կառուցվածքը՝ հնարավոր է ստեղծել նշված հատկություններով նյութեր։ Վերջին տարիներին ամորֆ մարմինները լայն կիրառություն են գտել աուդիո և վիդեո ձայնագրիչների ընթերցման գլխիկների, համակարգչային տեխնիկայի ձայնագրման և պահպանման սարքերի, մագնիսական էկրանների և այլնի արտադրության մեջ:
- Օդի խոնավությունը՝ գոլորշիացում և խտացում․
Գործընթացները, ինչպիսիք են գոլորշիացումը և խտացումը, դառնում են ավելի տրամաբանական և պարզ, եթե դրանք դիտարկվում են որպես օրինակ՝ օգտագործելով օդի խոնավությունը:
Խոնավությունը մեզ ասում է, թե օդը որքան ջրային գոլորշի է պարունակում: Դուք չեք կարող օդ մղել գոլորշու որևէ քանակություն, հետևաբար, նախ, այնտեղ դրա քանակը շատ քիչ է, և երկրորդը, երբ ջրի գոլորշիների ավելցուկ կա, առաջանում է խտացում, դա այն ժամանակ է, երբ ձևավորվում է ցող:
Ասենք ձմռանը −20 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում 1 լիտր օդը պարունակում է 1 միլիգրամ գոլորշի։ Հարաբերական խոնավությունը այս դեպքում 100% է. գոլորշիացում չի լինի, դուք չեք կարող ավելի շատ գոլորշի մղել այս օդի մեջ: Բայց եթե նույն օդը տեղադրենք +20 աստիճան ջերմաստիճան ունեցող սենյակում, ապա դրա մեջ կարող է գոլորշիանալ մինչև 17 միլիգրամ: Սա նշանակում է, որ դրա խոնավությունը հավասար կլինի 1/17 = 6%: Մարդու համար առավել հարմար է 40-50% խոնավության մակարդակում գտնվելը:
Ինչպես է խոնավությունը ազդում մարդկանց վրա
Մարդկանց համար խոնավությունը շատ կարևոր է, քանի որ մենք 90%-ով ջուր ենք: Եթե շրջակա միջավայրը գոլորշիանալու բան չունի, այն մեզ կգոլորշիացնի։ Հետեւաբար, երբ խոնավությունը ցածր է, մենք զգում ենք բերանի չորություն, իսկ երբ խոնավությունը բարձր է, մեր մազերը կլանում են խոնավությունը, ուռչում և սկսում գանգուրվել։ Այս սկզբունքով են կառուցված որոշ հիգրոմետրեր՝ խոնավության չափման գործիքներ։ Դրանք կոչվում են մազերի խոնավաչափեր: Միայն ներսում ոչ թե մարդու, այլ ձիու մազ կա, բայց դա սկզբունքը չի փոխում։
Բարձր խոնավության դեպքում ցուրտը և ջերմությունը ավելի զգայուն են ընկալվում: Դա պայմանավորված է բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում մարդու քրտնարտադրության պատճառով: Այս մեխանիզմն օգնում է մեզ պայքարել շոգի դեմ, սակայն բարձր խոնավության դեպքում քրտինքը չի կարող գոլորշիանալ։ Երբ քրտինքը գոլորշիանում է, մենք կորցնում ենք ավելորդ ջերմությունը, սակայն այս դեպքում դա տեղի չի ունենում։
Երբ խոնավությունը ցածր է, նման բան տեղի է ունենում: Տարօրինակ կերպով, ցուրտ եղանակին մենք նույնպես քրտնում ենք (շատ ավելի քիչ, բայց դա դեռ տեղի է ունենում): Եթե դրսում խոնավությունը ցածր է, ապա քրտինքը կգոլորշիանա բաճկոնի տակից, և մենք հարմարավետ կլինենք, բայց եթե խոնավությունը բարձր է, այն կմնա այնտեղ և դրսում ջերմություն կանցկացնի՝ մեզնից թանկարժեք Ջուլ ջերմություն վերցնելով։ Հետեւաբար, ձմռանը Սանկտ Պետերբուրգում ավելի ցուրտ է, քան Մոսկվայում։
Խոնավությունը կարելի է վերահսկել։ Կան ներծծող գնդիկներով պայուսակներ, որոնք տեղադրվում են կոշիկի տուփերում՝ ավելորդ խոնավությունը կլանելու համար: Պատուհանների մառախուղը կանխելու համար շրջանակների մեջ կարելի է աղ լցնել, որը նույնպես խոնավությունը կկլանի։ Իսկ եթե, ընդհակառակը, ավելի շատ խոնավության կարիք ունեք, վերցրեք օդի խոնավացուցիչ (զովացուցիչ բան). այն օդին ավելացնում է ջրի գոլորշի /աղբյուրը/։
Փուլային կամ ֆազային անցման գրաֆիկ
Եթե վերցնենք սառույցը ջրի, ջուրը գոլորշու վերածելու գործընթացը և հակառակ գործողությունները, մենք շատ տեղեկատվական գրաֆիկ կստանանք:
Դիտակտիկ փորձեր հեղուկ ազոտով։
Սուբլիմացիայի և դեսուբլիմացիայի օրինակներ կենցաղում 🤓
Սպիտակեղենիի մասին. Փորձեք ձեր լվացքը ցուրտ եղանակին դրսում կախել չորանալու համար: Քանի որ ջուրը սառչում է ցածր ջերմաստիճանի պատճառով, լվացքը պետք է տուն վերադառնա մեծ սառցաբեկորի տեսքով, բայց դա տեղի չի ունենում, այն վերադառնում է ամբողջովին չոր: Այս գործընթացում տեղի է ունեցել ջրի մոլեկուլների սուբլիմացիա (սուբլիմացիա)։
Տպիչների մասին. Գունավոր տպիչներ (ոչ լազերային) տպում են սուբլիմացիայով։ Ահա թե ինչպես է այն աշխատում. ներկի մասնիկները պինդ վիճակից արագ փոխվում են գազային վիճակի և նստում թղթի վրա. այսպես է ստեղծվում գունավոր պատկեր:
Պատուհանների վրա նկարներ. Եթե որոշեք ցուրտ եղանակին ավտոբուս վարել, ապա պատուհանների վրա կտեսնեք հրաշալի նախշեր։ Փողոցի և ավտոբուսի միջև ջերմաստիճանի հսկայական տարբերության պատճառով մենք կարող ենք դիտել սուբլիմացիայի գործընթացը ապակու վրա գեղեցիկ նախշերի տեսքով։ Սառնամանիքին ցողը ձևավորվում է նույն ձևով. օդի կտրուկ սառեցումը հանգեցնում է օդի դեսուբլիմացիայի (նյութի անցում միանգամից պինդ վիճակին):
Հեղուկ ազոտ․․․Փորձեր հեղուկ ազոտով․






