Агрегатные состояния

Газообразное состояние  вещества в условиях, когда возможно существование устойчивой жидкой или  твёрдой фазы этого же вещества, обычно называется паром.

Подобно жидкостям, газы обладают текучестью и сопротивляются деформации. В отличие от жидкостей, газы не имеют  фиксированного объёма и не образуют свободной поверхности, а стремятся  заполнить весь доступный объём (например, сосуда).

Газообразное состояние - самое распространённое состояние  вещества Вселенной (межзвёздное вещество, туманности, звёзды, атмосферы планет и т.д.). По химическим свойствам газы и их смеси весьма разнообразны - от мало активных инертных газов до взрывчатых газовых смесей. К газам  иногда относят не только системы  из атомов и молекул, но и системы  из других частиц - фотонов, электронов, броуновских частиц, а также плазму.

Некоторые частные случаи

1. Идеальный газ — газ, в котором взаимодействие между молекулами сводится к парным столкновения, причём время межмолекулярного столкновения много меньше среднего времени между столкновениями. Идеальный газ является простейшим модельным объектом молекулярной физики.
2. Реальный газ — газ, в котором учитывается взаимодействие между молекулами. Уравнение состояния реального газа часто строится методами теории возмущений, при этом отличие от уравнения состояния идеального газа описывается набором вириальных коэффициентов.
3. Газ ван-дер-Ваальса — частный случай реального газа с достаточно простым модельным уравнением состояния. Важнейшим свойством газа ван-дер-Ваальса является существование в такой простой модели фазового перехода газ-жидкость.
4. Частично или полностью ионизованный газ называется плазмой.

Плазма

Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Не всякую систему заряженных частиц можно назвать плазмой. Плазма обладает следующими свойствами:

1. Достаточная плотность: заряженные частицы должны находиться достаточно близко друг к другу, чтобы каждая из них взаимодействовала с целой системой близкорасположенных частиц, состоящей из многих ионов. Условие считается выполненным, если число заряженных частиц в сфере влияния (сфера радиусом Дебая) достаточно для возникновения коллективных эффектов (подобные проявления — типичное свойство плазмы)
2. Приоритет внутренних взаимодействий: радиус дебаевского экранирования должен быть мал по сравнению с характерным размером плазмы. Этот критерий означает, что взаимодействия, происходящие внутри плазмы более значительны по сравнению с эффектами на ее поверхности, которыми можно пренебречь.
3. Плазменная частота: среднее время между столкновениями частиц должно быть велико по сравнению с периодом плазменных колебаний. Эти колебания вызываются действием на заряд электрического поля, возникающего из-за нарушения квазинейтральности плазмы. Это поле стремится восстановить нарушенное равновесие. Возвращаясь в положение равновесия, заряд проходит по инерции это положение, что опять приводит к появлению сильного возвращающего поля, возникают типичные механические колебания.

Фазовым состоянием большей  части вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной является плазма. Все звёзды состоят из плазмы, и даже пространство между ними заполнено плазмой, хотя и очень разреженной.

К примеру, планета Юпитер сосредоточила в себе практически  все вещество Солнечной системы, находящееся в «неплазменном» состоянии (жидком, твердом и газообразном). При этом масса Юпитера составляет всего лишь около 0,1 % массы Солнечной системы, а объем и того меньше — всего 10−15 %. При этом мельчайшие частицы пыли, заполняющие космическое пространство и несущие на себе определенный электрический заряд, в совокупности могут быть рассмотрены как плазма, состоящая из сверхтяжелых заряженных ионов.

Для того чтобы газ перешел  в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации  пропорциональна числу атомов, отдавших или поглотивших электроны, и  больше всего зависит от температуры. Даже слабо ионизированный газ, в котором менее 1% частиц находятся в ионизированном состоянии, может проявлять некоторые типичные свойства плазмы (взаимодействие с внешним электромагнитным полем и высокая электропроводность).

Горячая плазма почти всегда полностью ионизирована (степень  ионизации ~100 %). Обычно именно она понимается под «четвертым агрегатным состоянием вещества». Примером может служить  Солнце.

Электрическая проводимость плазмы  очень высока. Возможность проводить токи делает плазму сильно подверженной влиянию магнитного поля, что приводит к возникновению таких явлений как филаментирование, появление слоев и струй.

Число сортов частиц более двух или трёх. Электроны, ионы и нейтральные частицы различаются знаком электрического заряда и могут вести себя независимо друг от друга — иметь разные скорости и даже температуры, что служит причиной появления новых явлений, например волн и неустойчивостей.

Заключение

Живые существа - высоко организованы. Высокая организация - одно из главных  условий жизни. Но между живым  организмом и объектами неживой  природы много общего. И те, и  другие построены из атомов, сортов которых не так уж и много. Если бы человеческий глаз смог увидеть  отдельные атомы, то первое, на что  человек обратил  бы внимание, это  удивительный порядок в их расположении.

                       Плазма                                                                                                Твёрдое состояние

Жидкое состояние

Список  используемой литературы

1. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1160553
2. http://www.popmech.ru/blogs/post/610-aerogel/
3. www.himhelp.ru
4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Агрегатное_состояние
5. Сивухин Д.В. Термодинамика и молекулярная физика: Учеб. пособие для вузов. - М., 1990.