Методика
Методичні рекомендації щодо опрацювання матеріалу розділу "Молекулярні явища в різних агрегатних станах"
Під час вивчення молекулярних явищ у різних агрегатних станах слід виходити з молекулярно-кінетичних уявлень про гази, рідини і тверді тіла. На межі розділу цих речовин відбуваються процеси випаровування, конденсації, поверхневий натяг, підняття рідини в капілярах. У твердому стані речовина має здатність до деформації. У цьому стані більш виразно виявляються механічні властивості. Діаграми розтягу твердих тіл дозволяють регулювати їх механічні властивості: міцність, пружність тощо.
Головним поняттям залишається температура (рис.3.3.1). Від температури залежить стан речовини, її властивості в різних агрегатних станах.
За будь-якої температури рідини відбувається випаровування. За певної визначеної для кожної рідини температурі пароутворення відбувається у всьому об'ємі рідини і називається кипінням. Зі зниженням температури до точки роси відбувається конденсація, наприклад, водяної пари.
Унаслідок випаровування води утворюється ненасичена і насичена пара, вміст якої в повітрі визначає абсолютна і відносна вологість.
На межі рідини твердого тіла і газу (пари) спостерігаються явища поверхневого натягу і змочування, які сприяють виявленню капілярних явищ.
Тверді тіла поділяють на кристалічні та аморфні. Вони мають здатність до деформацій, за якими вивчають механічні властивості, а регулювати ці властивості можна за діаграмою розтягу матеріалу.
Тверді тіла внаслідок плавлення перетворюються в рідини, а внаслідок тверднення рідини стають твердими тілами. Кристалічні тіла плавляться і тверднуть за певної температури, аморфні ж, поступово розм'якшуючись під час нагрівання, перетворюються в рідини. Аморфні тіла не мають і цілком визначеної температури тверднення.
Для речовин у різних станах спільною є здатність до виділення теплоти під час їх згоряння. Під час згорання однакових кількостей різних речовин виділяється різна кількість теплоти. Тому для характеристики процесів виділення теплоти під час згоряння введено поняття про питому теплоту згоряння (теплотворну здатність) речовини.
Усі ці агрегатні перетворення можуть відбуватися одночасно, і для їх вивчення використовують рівняння теплового балансу. Такою є логічна структура навчального матеріалу.
Деякі застереження щодо недопущення типових помилок: досить часто абітурієнти наводять неправильні означення таких понять, як питома теплота плавлення, питома теплота пароутворення, питома теплота згоряння палива. Доводилось чути, наприклад, таку відповідь: "Питома теплота плавлення - це кількість теплоти, необхідна для переходу 1 кг речовини із твердого стану в рідкий". Тут допущено грубі помилки: по-перше, не вказано, що речовина повинна бути взята при температурі плавлення; по-друге, питома теплота плавлення і кількість теплоти - це різні фізичні величини. Одиниця питомої теплоти плавлення - джоуль на кілограм (Дж/кг), одиниця кількості теплоти - джоуль (Дж). Нагадаємо правильне означення: питомою теплотою плавлення називається скалярна фізична величина, що дорівнює кількості теплоти, яка необхідна для перетворення одного кілограма кристалічної речовини при температурі плавлення в рідину такої самої температури.
Слід пам'ятати, що насиченою може стати і ненасичена пара, відділена від рідини, якщо її ізотермічно стискати або ізохорно охолоджувати. Температуру, за якої ненасичена пара перетворюється в насичену в результаті охолодження, називають точкою роси. Це спостерігається і під час випадання роси поблизу поверхні Землі.