§ 5. Агрегатные состояния вещества
Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 2: Изменения состояния веществ. Страницы 29–34.
Чему научишься
- Называть три агрегатных состояния вещества и приводить примеры из дома.
- Объяснять, чем отличаются твёрдые тела, жидкости и газы, глядя на расположение молекул.
- Называть шесть переходов между состояниями: плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация, сублимация, десублимация.
- Определять по таблице температур плавления и кипения, в каком состоянии вещество при заданной температуре.
Разминка
- В каком виде ты видел воду у себя дома или во дворе? В трёх: лёд (твёрдая), вода из крана (жидкая), пар над чайником (газ).
- Что произойдёт с водой в открытом космосе, если космонавт откупорит сосуд? Давления почти нет, поэтому вода быстро закипит и начнёт улетать паром, а оставшаяся часть застынет от холода. Космонавты на Байконуре учатся именно таким вещам.
- Назови вещество, которое сразу бывает в трёх состояниях. Вода: стакан с кубиками льда, жидкая вода и пар над ним (при 0 °C и рядом).
- Молекулы быстрее движутся в здоровом организме или в простуженном? В простуженном, когда поднялась температура: чем теплее, тем быстрее движутся частицы.
💡 Слово «агрегатный» означает «собранный вместе». Агрегатное состояние показывает, как именно «собраны» частицы вещества: тесно, свободно или совсем врозь.
Разбираемся
Одни и те же молекулы, три разных характера
Любое вещество состоит из собственных молекул: вода из молекул воды, кислород из молекул кислорода. При обычных условиях соль у нас твёрдая, вода жидкая, кислород газ. Эти три «обличья» называют агрегатными состояниями вещества.
📌 Когда вещество переходит из одного состояния в другое, его молекулы не меняются ни по размеру, ни по составу. Меняется только то, как они расположены и как двигаются.
Почти у любого вещества можно получить все три состояния. Просто для некоторых нужны очень высокие или очень низкие температуры.
Твёрдое: «солдаты в строю»
Частицы стоят очень близко, почти вплотную, и крепко связаны. Они не разбегаются, а лишь чуть-чуть дрожат на месте.
Поэтому твёрдое тело сохраняет и форму, и объём. Камень остаётся камнем, лёд на Медеу не растекается, пока не растает.
Жидкое: «толпа на катке»
Частицы подвижны, они скользят друг по другу. Поэтому жидкость течёт и принимает форму сосуда. Литр молока, перелитый из кувшина в банку, остаётся литром, но форма у него уже форма банки.
Сжать жидкость очень трудно: частицам и так тесно, а при сближении они отталкиваются.
💡 Жидкость сохраняет объём, но не форму.
Газ: «разлетевшиеся мячики»
Расстояние между молекулами газа во много раз больше самих молекул. Они почти не притягиваются и носятся с огромными скоростями. Поэтому газ заполняет весь предоставленный объём, не имеет формы и легко сжимается.
Доказательство такой беготни есть в каждом доме. Открой флакон одеколона в одном углу комнаты, и через минуту запах дойдёт до другого угла. Это называется диффузия.
🌟 Чем выше температура, тем быстрее носятся молекулы газа. Поэтому воздушный шарик на морозе сморщивается, а в тепле надувается.
Как перевести вещество из одного состояния в другое
Чтобы изменить состояние, нужно создать условия: нагреть или охладить.
Возьмём кусочек льда из холодильника. Его температура ниже 0 °C, поэтому сначала он греется, а затем начинает таять при 0 °C (это температура плавления льда). Чтобы вода быстро стала паром, её нужно довести до 100 °C (температура кипения).
У каждого вещества свои температуры плавления и кипения. Вот данные из таблицы 2:
| Вещество | Плавление, °C | Кипение, °C |
|---|---|---|
| Гелий | −272 | −269 |
| Кислород | −218 | −183 |
| Азот | −210 | −196 |
| Ртуть | −39 | 357 |
| Вода | 0 | 100 |
| Алюминий | 660 | 2467 |
| Вольфрам | 3410 | 5555 |
🌟 Рекордсмены: у гелия самая низкая температура плавления (-272 °C), у вольфрама самая высокая (3410 °C) и самое высокое кипение (5555 °C). Ртуть самая легкоплавкая из металлов: в тёплой комнате она уже жидкая.
Такие низкие температуры, как у гелия, азота и кислорода, в природе не встречаются. Поэтому мы всегда видим их газами.
Как читать температуру: вода по минутам
Вот как ведёт себя температура льда, когда его греют. Пока лёд плавится, температура стоит на месте: тепло уходит на разрыв «строя» частиц. То же самое при кипении.
⚠️ Частая ошибка. Думают, что при плавлении и кипении температура продолжает расти. Нет: пока вещество переходит из одного состояния в другое, температура держится на одном значении.
Шесть превращений
Все переходы между состояниями имеют названия. Их шесть, и в схеме 4 они показаны стрелками.
| Переход | Название | Тепло |
|---|---|---|
| твёрдое → жидкое | плавление | поступает |
| жидкое → твёрдое | кристаллизация | отдаётся |
| жидкое → газ | парообразование (испарение и кипение) | поступает |
| газ → жидкое | конденсация | отдаётся |
| твёрдое → газ, минуя жидкость | сублимация (возгонка) | поступает |
| газ → твёрдое | десублимация | отдаётся |
- Испарение идёт при любой температуре, медленно и с поверхности: лужа высыхает, облака и туман появляются из пара.
- Кипение идёт при определённой температуре по всему объёму жидкости.
🌟 Когда сохнет бельё на морозе, оно сначала замерзает, а потом всё равно высыхает. Это и есть сублимация: лёд сразу улетает паром. Так же исчезает «сухой лёд» и пахнет нафталин.
Четвёртое состояние: плазма
Физики считают, что есть ещё и плазма. Это самое распространённое состояние вещества во Вселенной: Солнце и большинство звёзд, полярные сияния, молнии. Плазма горит и в трубках светящихся ламп.
Опыт с бутылкой
Пустую пластиковую бутылку плотно закрой пробкой и поставь в холодильник. Через минуту её стенки втянутся внутрь, будто часть воздуха откачали.
👨👩👧 Родителю. Попросите ребёнка угадать, что будет с бутылкой, и только потом поставьте её в холодильник. Затем спросите, что произойдёт, если достать её на кухню. Так предположение превращается в маленькое исследование.
📕 В учебнике написано, что вещество в твёрдом состоянии «имеет наибольшую плотность». Это верно почти всегда, но не для воды: лёд легче воды и поэтому плавает.
Проверь, как понял
Проверь себя
- Какое состояние вещества сохраняет и форму, и объём? Твёрдое: частицы прочно связаны и только дрожат на месте.
- Чем жидкость отличается от газа по расположению молекул? В жидкости молекулы близко и подвижны, в газе они далеко друг от друга и почти не притягиваются.
- Меняются ли молекулы воды, когда лёд тает? Нет, молекулы остаются теми же. Меняется только их расположение и движение.
- Почему температура воды стоит на месте, пока она кипит? Всё тепло уходит на то, чтобы перевести молекулы из жидкости в газ.
- Где в обычной жизни ты видел конденсацию? Роса на траве, запотевшее зеркало в ванной, капли на крышке кастрюли.
- Какое состояние вещества самое распространённое во Вселенной? Плазма: из неё состоят Солнце и большинство звёзд.
Решаем упражнения
№ 1
Какие бывают агрегатные состояния вещества? Приведи примеры.
Как думать. Вспомни три «обличья» воды и подбери по примеру на каждое.
Пример ответа. Бывает три агрегатных состояния: твёрдое, жидкое и газообразное. Твёрдое: лёд, соль, железо. Жидкое: вода, молоко, масло. Газообразное: воздух, кислород, пар. Ещё физики выделяют четвёртое состояние, плазму (молния, Солнце).
Ответ: твёрдое, жидкое, газообразное (и плазма); примеры: лёд, вода, пар.
№ 2
Начерти таблицу из трёх граф: твёрдое, жидкое и газообразное состояния. Впиши примеры веществ, которые есть у тебя дома.
Как думать. Осмотри кухню и ванную: что в каком состоянии?
Пример ответа.
| Твёрдое | Жидкое | Газообразное |
|---|---|---|
| соль, сахар, железная ложка, лёд | вода, молоко, растительное масло, чай | воздух, кислород, пар над чайником, природный газ в плите |
Ответ: таблица заполнена примерами (твёрдое: соль и сахар; жидкое: вода и молоко; газообразное: воздух и пар).
№ 3
Охарактеризуй: а) твёрдое; б) жидкое; в) газообразное состояние вещества.
Как думать. Для каждого состояния ответь на три вопроса: как стоят частицы, как они двигаются, что с формой и объёмом.
Пример ответа.
| Расположение частиц | Движение | Форма и объём | |
|---|---|---|---|
| а) твёрдое | очень близко, прочно связаны | только колеблются на месте | форма и объём сохраняются |
| б) жидкое | близко, но подвижны | перемещаются, скользят | объём сохраняется, форма сосуда |
| в) газообразное | далеко друг от друга, почти не притягиваются | свободно и быстро летают | ни формы, ни объёма: заполняет весь сосуд, легко сжимается |
Ответ: а) твёрдое сохраняет форму и объём; б) жидкое сохраняет объём, но принимает форму сосуда; в) газ заполняет весь сосуд и легко сжимается.
№ 4
Как ты думаешь, можно ли перевести вещество из одного состояния в другое?
Как думать. Вспомни лёд, воду и пар.
Пример ответа. Да, можно. Для этого нужно нагреть или охладить вещество до нужной температуры. Лёд при нагревании тает, вода при нагревании кипит и превращается в пар, а пар при охлаждении снова становится водой. Молекулы вещества при этом не меняются.
Ответ: да, нагреванием или охлаждением; молекулы остаются прежними.
№ 5
Назови процессы перехода вещества из одного состояния в другое и дай определение каждому.
Как думать. Процессов шесть, как стрелки на схеме 4. Для каждого запиши, откуда и куда идёт вещество.
Пример ответа.
- Плавление: переход из твёрдого состояния в жидкое.
- Кристаллизация: переход из жидкого состояния в твёрдое.
- Парообразование: переход из жидкого состояния в газообразное (испарение и кипение).
- Конденсация: обратный переход из газа в жидкость.
- Сублимация, или возгонка: переход из твёрдого состояния сразу в газообразное.
- Десублимация: обратный процесс, из газа сразу в твёрдое.
Ответ: плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация, сублимация, десублимация (определения выше).
№ 6
Дай названия процессам: а) расплавленное железо охлаждается и становится твёрдым; б) стекло в ванной запотело; в) мокрая одежда высыхает на солнце; г) на траве выступает роса.
Как думать. Определи, из какого состояния в какое переходит вещество.
Решение.
- а) жидкое железо → твёрдое: кристаллизация (затвердевание).
- б) водяной пар из воздуха ванной оседает каплями на холодном стекле: конденсация.
- в) вода из ткани превращается в пар: испарение (парообразование).
- г) пар из воздуха при ночном охлаждении превращается в капли воды: конденсация.
Ответ: а) кристаллизация; б) конденсация; в) испарение; г) конденсация.
№ 7
По таблице 2 укажи агрегатные состояния веществ: а) кислород при 20 °C; б) алюминий при 1000 °C; в) гелий при -200 °C.
Как думать. Сравни заданную температуру с температурами плавления и кипения. Ниже плавления: твёрдое. Между плавлением и кипением: жидкое. Выше кипения: газ.
Решение.
- а) Кислород: кипение -183 °C. Так как 20 > -183, он давно закипел и стал газом.
- б) Алюминий: плавление 660 °C, кипение 2467 °C. Так как 660 < 1000 < 2467, он жидкий.
- в) Гелий: кипение -269 °C. Так как -200 > -269, он газ.
Ответ: а) газ; б) жидкость; в) газ.
Шпаргалка
- Агрегатные состояния: твёрдое, жидкое, газообразное (и плазма).
- При смене состояния молекулы остаются теми же, меняется их расположение и движение.
- У каждого вещества свои температуры плавления и кипения (вода: 0 и 100 °C).
- Когда вещество плавится или кипит, его температура не растёт.
- Испарение идёт с поверхности при любой температуре, кипение при определённой и по всему объёму.