Mēs izskaidrojam, kas ir cietais stāvoklis un kādas ir šī vielas stāvokļa fiziskās īpašības. Cietvielu piemēri.
Kas ir cietais stāvoklis?
Cietu stāvokli sauc par vienu no četrām būtiskām formām, kurās matērija tiek pasniegta kopā ar šķidrums, soda un plazmatisks. Šīs formas sauc vielu agregācijas stāvokļi.
Vielu cietā stāvoklī (vai vienkārši cietām vielām) raksturo īpašs tās izvietojums daļiņas, pamatojoties uz ļoti stingrām un spēcīgām saitēm, kas izpaužas ļoti labi definētā fiziskā struktūrā. Tas notiek, pateicoties kohēzijas spēkiem starp daļiņām, kas ir atbildīgas par formas saglabāšanu un apjoms ciets, un lai tai piešķirtu noteiktu cietības robežu un izturību.
Tomēr šos spēkus var pārvarēt, izmantojot fāzes maiņas fizikālos procesus, spējot pārvērst cietu vielu šķidrumā vai gāzē. Šādus procesus sauc:
- Saplūšana. Fiziskais process, kas sastāv no pieteikšanās karstums uz cietu, lai palielinātu savu temperatūra līdz nonāksi pie sava kušanas punkts (temperatūra, kurā cieta viela pāriet šķidrā stāvoklī, šajā temperatūrā cietā viela un šķidrums pastāv līdzās termodinamiskā līdzsvarā). Kad temperatūra pārsniedz šo punktu, cietās vielas enerģija palielinās pietiekami, lai izjauktu kohēziju starp tās daļiņām un izraisa fāzes izmaiņas. Kušana ir atkarīga arī no spiediena, kuram cietā viela tiek pakļauta.
- Sublimācija. Fizikāls process, kurā noteikta cieta viela nonāk tieši gāzes fāzē, vispirms neizejot cauri šķidrajai fāzei. To var panākt, manipulējot ar temperatūras apstākļiem un Spiediens īpaši katrai cietai vielai, tādējādi izvairoties no cauri šķidrajai fāzei pirms tvaiku sasniegšanas. Piemērs tam ir cietā joda (I) sublimācija, kur rodas violetas krāsas gāze.
Cietvielu fizikālās īpašības
Vielai cietā stāvoklī ir šādas īpašības:
- Stingrība. Kopumā cieta viela iztur deformāciju. Piemēram: kinks, kinks, šķelšanās. Tikai tad, ja tiek pārvarēta to pretestība, cietās vielas maina formu (pastāvīgi vai īslaicīgi, atkarībā no to elastības).
- Nesaspiežamība. Atšķirībā no gāzēm un šķidrumiem, cietās vielas nevar saspiest, tas ir, to daļiņas vairs nevar būt kopā. Tā vietā, pakļaujot ārkārtējiem saspiešanas spēkiem, tie mēdz saplīst vai sadalīties mazākos gabalos.
- Cietība. Kopumā cietās vielas ir izturīgas pret citu cietvielu iekļūšanu, pat pret to virsmas skrāpējumiem. To sauc par cietību, fizisko izturību pret citu cieto vielu iedarbību. Visgrūtākā zināmā viela ir dimants.
- Trauslums. Cietās vielas var sadalīt mazākos gabaliņos.
- Elastība. Pretēji trauslumam un cietībai, elastība ir noteiktu cietvielu spēja īslaicīgi deformēties, iedarbojoties ar spēku, un pēc tam atgriezties sākotnējā formā, kad minētā spēka darbība ir beigusies. Elastīgajiem materiāliem ir formas atmiņa, kas ļauj tiem atgriezties iepriekšējā stāvoklī.
- Liels blīvums. Lielākajai daļai cietvielu ir a blīvums salīdzinoši augstas, jo daļiņas, kas tos veido, atrodas ļoti tuvu viena otrai.
- Kaļamība. Dažus cietus ķermeņus var apstrādāt deformācijas rezultātā. Pateicoties šai īpašībai, plānas materiāla loksnes var iegūt bez lūzuma.
- Noteikta forma. Tā kā cietām vielām ir noteikta forma, tās neplūst kā šķidrumi un gāzes.
Cietvielu piemēri
Daži cietā stāvoklī esošu vielu piemēri ir:
- Metāli. Izņemot vienīgo dzīvsudrabu (Hg), metāli istabas temperatūrā saglabā savu cietību un cietību, jo metāla saites starp viņa atomi. Tomēr, ja tiem tiek dots pietiekami daudz siltuma (kā kalumos vai lietuvēs), metāli plūst kā šķidrumi un var iegūt citus veidus.
- Ledus. Šķidrais ūdens, kad tas sasalst, tas ir, kad tas tiek izņemts kaloriju enerģija Kamēr tas sasniedz 0 ºC, tas kristalizējas un pārvēršas ledū, caurspīdīgā un cietā vielā.
- Akmeņi. Akmeņi, kas sastāv no minerāliem un kaļķainiem vai nogulumu elementiem, uz jebkura ceļa ir spilgtākais iespējamās cietības piemērs uz planētas.
- Betons. Materiālu, piemēram, grants, ūdens un cementa pulvera savienojuma rezultāts, vispirms kā mitra pasta un pēc tam kā ārkārtīgi cieta viela žāvēšanas laikā, to izmanto katru dienu nozare no būvniecības.
- Kauli. Mineralizēts ar kalciju, kas ņemts no mūsu uztura, mūsu ķermeņa kauliem vai jebkura ķermeņa mugurkaulnieks Tie ir tie, kas nodrošina ķermenim vislielāko stingrību.