XII. Состояния вещества
XII. Состояния вещества
Железный пар и твердый воздух
Не правда ли – странное сочетание слов? Однако это вовсе не чепуха: и железный пар, и твердый воздух существуют в природе, но только не при обычных условиях.
О каких же условиях идет речь? Состояние вещества определяется двумя обстоятельствами: температурой и давлением.
Наша жизнь протекает в относительно мало меняющихся условиях. Давление воздуха колеблется в пределах нескольких процентов около одной атмосферы (1 кГ/см2); температура воздуха, скажем, в районе Москвы лежит в интервале от ?30° до +30°; в абсолютной шкале температур, в которой за нуль принята самая низкая возможная температура (?273°), этот интервал будет выглядеть менее внушительно: 240–300 K, что также составляет всего ±10 % от средней величины.
Вполне естественно, что мы привыкли к этим обычным условиям и поэтому, говоря простые истины вроде: «железо – твердое тело, воздух – газ» и т.д., мы забываем добавить: «при нормальных условиях».
Если нагревать железо, оно сначала расплавится, а потом испарится. Если воздух охлаждать, то он сначала превратится в жидкость, а затем затвердеет.
Даже если читатель и не встречался никогда с железным паром и твердым воздухом, он, вероятно, без труда поверит, что любое вещество изменением температуры можно получать и в твердом, и в жидком, и в газообразном состоянии, или, как еще говорят, в твердой, жидкой или газовой фазе.
Поверить в это легко потому, что одно вещество, без которого жизнь на Земле была бы невозможной, каждый наблюдал и в виде газа, и как жидкость, и в виде твердого тела. Речь идет, конечно, о воде.
При каких же условиях происходят превращения вещества из одного состояния в другое?