Три состояния вещества

Что видно снаружи

Твёрдое тело держит форму и объём. Кирпич остаётся кирпичом и в коробке, и на столе.

Жидкость держит объём, но не форму. Литр молока останется литром, а форму примет от банки или от кастрюли.

Газ не держит ни того, ни другого. Пусти его в комнату, и он заполнит её целиком.

Проверить это легко на запахе. Открытый флакон духов стоит в углу, а через минуту пахнет у двери.

Что происходит внутри

В твёрдом теле частицы стоят в строгом порядке и только качаются около своих мест. Уйти им некуда: соседи держат со всех сторон.

В жидкости порядок сохраняется лишь у ближних соседей. Частица какое-то время сидит на месте, потом перескакивает на новое, поэтому жидкость течёт.

В газе расстояния между частицами в десятки раз больше самих частиц. Притяжение почти не работает, и молекулы летят по прямой, пока не столкнутся.

Почему газ сжимается, а вода нет

Попробуй сжать воздух в шприце с закрытым носиком. Поршень пойдёт вниз: между молекулами газа много пустого места.

Наполни тот же шприц водой, и поршень почти не сдвинется. Молекулы воды уже стоят вплотную, сжимать нечего.

На этом свойстве работают гидравлические машины. Жидкость в них передаёт усилие без потерь, потому что не поддаётся сжатию.

Сжимаемость воздуха тоже пригодилась: она держит мяч упругим и работает в шинах велосипеда.

Отсюда простое правило для задач. Если в условии сказано, что жидкость сжали, ищи подвох: заметно сжать её обычным насосом не выйдет.

Кристаллы и аморфные тела

Соль, сахар, лёд и металлы сложены из частиц, стоящих в строгом порядке. Такие тела называют кристаллическими.

Порядок виден снаружи: у кристалла соли ровные грани, а снежинка растёт шестью лучами и никогда не пятью.

У стекла, смолы и пластилина порядка нет. Их частицы застыли беспорядочно, как в остановленной жидкости, и такие тела называют аморфными.

Разница заметна при нагревании. Лёд тает при нуле градусов и ни при какой другой температуре, а стекло сначала становится тягучим и лишь потом растекается.

Переходы между состояниями

Чтобы вещество сменило состояние, ему нужно отдать или получить тепло. Лёд тает, вода испаряется, пар над холодным стеклом снова становится каплями.

Названия у переходов свои. Из твёрдого в жидкое это плавление, обратно отвердевание. Из жидкого в газ испарение, обратно конденсация.

Бывает и прямой переход, минуя жидкость. Мокрое бельё на морозе высыхает потому, что лёд превращается сразу в пар.

Подробно эти переходы разбирают в восьмом классе, где к ним добавляются числа и формулы.

Важно другое: вещество при этом остаётся собой. Молекула воды не ломается ни при таянии льда, ни при кипении, меняется только её движение и порядок соседей.

Зачем это знать

Состояние вещества определяет, как с ним обращаться. Газ надо держать в закрытом баллоне, жидкость в любом сосуде, твёрдое тело можно просто положить.

Отсюда же понятно, почему трубы рвёт зимой. Вода при замерзании расширяется, потому что молекулы в кристалле льда встают просторнее, чем в жидкости.

О частицах и их движении речь шла в уроке «Строение вещества». Как измерять объём тела любой формы, показано в уроке «Измерения и приборы».