Our Solutions
Вакуумные решения
Промышленные инструменты и решения

Структура и различные состояния материи

Compressed Air Wiki Physics of Air Compressors Basic Theory

Чтобы понять процесс получения сжатого воздуха, необходимо определить некоторые базовые физические понятия. Начнем с объяснения структуры материи. Во второй части вы узнаете больше о четырех различных состояниях материи и ее молекул.

Из чего состоит материя?

различные состояния материи

Все вещества, в газообразном, жидком или твердом состоянии, состоят из атомов. Поэтому атомы являются основными строительными блоками материи, хотя они почти всегда входят в состав молекулы. Молекула представляет собой несколько атомов, объединенных в группу с другими атомами того же или другого типа. Атомы состоят из плотного ядра, включающего протоны и нейтроны, окруженного множеством небольших, легких и быстро вращающихся электронов. Существуют и другие строительные блоки, однако они нестабильны. Все эти частицы характеризуются четырьмя свойствами:
- электрический заряд
- масса покоя
- механический импульс
- магнитный импульс

Число протонов в ядре равно атомному числу атома. Общее число протонов и нейтронов приблизительно равны общей массе атома, поскольку электроны практически не влияют на массу. Эту информацию можно найти в периодической таблице. Электронная оболочка содержит такое же количество электронов, сколько протонов в ядре. Это означает, что атом обычно электрически нейтрален.

В 1913 году датский физик Нильс Бор ввел новую модель атома. Он продемонстрировал, что атомы могут встречаться только в так называемом устойчивом состоянии или обладать определенной энергией. Если атом переходит из одного энергетического состояния в другое, происходит квантовое излучение. Это называется фотоном. Такие переходы проявляются в виде света с разными длинами волн. На спектрографе они изображаются в виде линии в спектре атома.

Каковы четыре состояния материи?

Атомы, удерживаемые вместе химическими связями, называются молекулами. Они настолько малы, что в 1 мм3 воздуха при атмосферном давлении содержится прибл. 2,55 x 1016 молекул. В принципе, вся материя может существовать в четырех разных состояниях:

- твердое

- жидкое

- газообразное

- плазма


В твердом состоянии молекулы плотно упакованы в решетчатую структуру с прочными связями. При температурах выше абсолютного нуля происходит некоторое молекулярное движение. В этом состоянии возникает вибрация вокруг положения равновесия, которая ускоряется по мере повышения температуры. Если вещество в твердом состоянии нагревается до такой степени, что движение молекул не может быть приостановлено жесткой структурой решетки, то связи разрываются, вещество тает и превращается в жидкость. Если еще больше нагреть жидкость, то связи молекул полностью разрушаются, и жидкое вещество переходит в газообразное состояние, которое расширяется во всех направлениях и смешивается с другими газами в помещении. При охлаждении молекул газа они теряют свою скорость и снова соединяются друг с другом, образуя конденсат. Однако при дальнейшем нагреве молекул газа они разделяются на отдельные субчастицы и образуют плазму электронов и атомных ядер.


Другие статьи по этой теме

Что такое сжатый воздух?

Мы постоянно сталкиваемся со сжатым воздухом, но что это такое? Предлагаем вам войти в мир сжатого воздуха и познакомиться с основными принципами работы компрессоров.

Измерение давления, температуры и теплоемкости

Чтобы понять процесс обработки сжатого воздуха, необходимо определить некоторые базовые физические понятия. Мы определим различные физические единицы измерения давления, температуры и теплоемкости. Узнайте больше.

Измерение работы, мощности и объемной скорости потока

Чтобы понять процесс получения сжатого воздуха, необходимо определить некоторые базовые физические понятия. Давайте рассмотрим физические единицы измерения работы, мощности и объемной скорости потока. Узнайте больше.