7.3 Плазма

При очень высоких температурах газ переходит в особое состояние, называемое плазмой. В общем случае плазма-это смесь беспрерывно перемещающихся атомов, электронов, положительных ионов и атомных ядер. Плазма с температурой 10-100 тыс. градусов называется «холодной», с температурой порядка миллиона градусов –«горячей». В последнем случае нейтральные атомы в плазме существовать не могут.

В земных условиях плазменное состояние реализуется в молниях и северном сиянии, электрической дуге, светящемся веществе неоновых и аргоновых ламп, пламени горелки. В состоянии плазмы находится основная масса космического вещества –звезды, туманность, межзвездное вещество.

Характерной особенностью плазмы является высокий энергетический уровень ее частиц, что позволяет проводить в плазме химические реакции, требующие подвода высоких энергий. Плазма подчиняется газовым законам. Основное ее отличие от обычных газов проявляется при воздействии магнитного и электрических полей, при котором в плазме возникает направленное движение молекул и электронов.

7.4 Жидкое состояние вещества

В жидком состоянии расстояние между частицами значительно меньше, чем в газообразном. Частицы занимают основную часть объема, постоянно соприкасаясь друг с другом и притягиваются друг к другу. Наблюдается некоторая упорядоченность частиц (ближний порядок). Частицы подвижны относительно друг друга.

В жидкостях между частицами возникают вандерваальсовы взаимодействия: дисперсионные, ориентационные и индукционные. Небольшие группы частиц, объединенных теми или иными силами, называются кластерами. В случае одинаковых частиц кластеры в жидкости называются ассоциатами

В жидкостях при образовании водородных связей увеличивается упорядочение частиц. Однако водородные связи и вандерваальсовы силы непрочны – молекулы в жидком состоянии находятся в непрерывном хаотическом движении, которое получило название броуновского движения .

Для жидкого состояния справедливо распределение молекул по скоростям и энергиям Максвелла-Больцмана.

Теория жидкостей разработана гораздо хуже, чем газов, поскольку свойства жидкостей зависят от геометрии и полярности взаимно близко расположенных молекул. Кроме того, отсутствие определенной структуры жидкостей затрудняет их формализованное описание – в большинстве учебников жидкостям уделено гораздо меньше места, чем газам и твердым кристаллическим веществам.

Между жидкостями и газами нет резкой границы – она полностью исчезает в критических точках. Для каждого газа известна температура, выше которой он не может быть жидким ни при каком давлении; при этой критической температуре исчезает граница (мениск) между жидкостью и ее насыщенным паром. Существование критической температуры ("температуры абсолютного кипения") установил Д.И.Менделеев в 1860 г

Таблица 7.2 - Критические параметры (t_к, p_к, V_к) некоторых веществ

Вещество	tк, ^оС	pк, атм	Vк, см^3/моль	tплавл^оС	tкип^оС
He	-267,9	2,26	57,8	-271,4	-268,94
H2	-239,9	12,8	65,0	-259,2	-252,77
N2 2	-147,0	33,54	90,1	-210,01	-195,82
O2 2	-118,4	50,1	78	-218,76	-182,97
CH4	-82,1	45,8	99,0	-182,49	-161,58
CO2	+31,0	72,9	94,0	-56,16	-78,48(субл)
NH3	132,3	111,3	72,5	-77,76	-33,43
Cl2	144,0	76,1	124	-101,0	-34,06
SO2	157,5	77,8	122	-75,48	-10,02
H2O	374,2	218,1	56	0,0	100,0

Давление насыщенных паров – парциальное давление, при котором скорости испарения и конденсации пара равны :

, (7.6)

где А и В – константы.

Температура кипения – температура, при которой давление насыщенных паров жидкости равно атмосферному давлению.

Жидкости обладают текучестью – способность к перемещению под действием небольших сдвигающих усилия; жидкость занимает объем , в который ее помещают.

Сопротивление жидкости текучести получило название вязкости, [Па ^. с].

Поверхностное натяжение [Дж/м² ] – работа, необходимая для создания единицы поверхности.

Жидкокристаллическое состояние – вещества в жидком состоянии, обладающие высокой степенью упорядочности, занимают промежуточное положение между кристаллами и жидкостью. Они обладают текучестью, но в то же время имеют дальний порядок. Например – производные коричневой кислоты, азолитинов, стероидов.

Температура просветления – температура, при которой жидкие кристаллы (жк) переходят в обычное жидкое состояние.