Особенности строения жидкостей и твердых тел

Существенное различие между газом, с одной стороны, и твердым, и жидким телами – с другой, состоит в том, что газ занимает весь предоставленный ему объем сосуда, тогда как жидкость или твердое тело, помещенные в сосуд, занимают в нем лишь вполне определенный объем. Это обусловлено различием в характере теплового движения молекул в газах и в твердых и жидких телах. Молекулы газа практически не связаны между собой межмолекулярными силами. Во всяком случае средняя кинетическая энергия (W_K) теплового движения молекул газа гораздо больше средней потенциальной энергии (W_p), обусловленной силами сцепления между ними. В соответствии с этим диффузия в газах протекает достаточно быстро.

В твердых и жидких телах силы сцепления между молекулами (атомами, ионами) играют уже существенную роль, удерживая их на определенных расстояниях друг от друга. В этих телах средняя потенциальная энергия, обусловленная силами сцепления между молекулами, больше средней кинетической энергии теплового движения молекул ((Wn) >(W_K)). Иначе говоря, в среднем кинетическая энергия молекул недостаточна для преодоле­ния сил притяжения между ними. В твердом теле частицы (молекулы, атомы, ионы) расположены в геометрически строго определенном порядке, образуя кристаллическую решетку. Частицы совершают колебательные движения около своих положений равновесия. Переходы частиц с места на место в твердом теле возможны, но весьма редки. Поэтому, хотя диффузия существует и в твердых телах, она протекает здесь еще медленнее, чем в жидкостях.

Таким образом, существенное различие между газом, с одной стороны, и твердым и жидким телами – с другой, обусловлено тем, что у молекул газа средняя кинетическая энергия теплового движения больше глубины потенциальной ямы, а у молекул твердого и жидкого тел – меньше глубины потенциальной ямы.

Благодаря тому, что молекулы твердого тела связаны между собой прочнее, чем молекулы жидкости, для твердого тела в отличие от жидкости характерно постоянство не только объема, но и формы. Рассмотрим несколько подробнее вопрос о кристаллическом строении твердого тела.