Номер 9, страница 19 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 3. Агрегатные состояния веществ. Глава 1. Первоначальные химические понятия - номер 9, страница 19.

9. Уточните возможное число агрегатных состояний веществ. Аргументируйте свой ответ сведениями, полученными из различных источников информации. Укажите эти источники.

Решение

Вопрос о возможном числе агрегатных состояний вещества не имеет однозначного и простого ответа, так как современная наука, в частности физика, значительно расширила классическое представление о трёх состояниях (твёрдое, жидкое, газообразное). Число состояний зависит от критериев классификации и экстремальности условий (температуры, давления), в которых находится вещество.

1. Классические агрегатные состояния

Это три состояния, наиболее часто встречающиеся в земных условиях. Они определяются характером теплового движения частиц вещества и соотношением между кинетической энергией частиц и энергией их взаимодействия.

• Твёрдое тело: Частицы (атомы, молекулы, ионы) плотно упакованы и совершают колебания около определённых положений равновесия (узлов кристаллической решётки). Вещество в твёрдом состоянии сохраняет и форму, и объём.
• Жидкость: Частицы расположены близко друг к другу, но могут перемещаться по всему объёму, перескакивая из одного положения равновесия в другое. Жидкости сохраняют объём, но не сохраняют форму, принимая форму сосуда.
• Газ: Расстояния между частицами много больше их размеров, силы взаимодействия пренебрежимо малы. Частицы движутся хаотично и свободно, заполняя весь предоставленный объём. Газы не сохраняют ни форму, ни объём.

Источник: Данная классификация является фундаментальной и приводится в любом школьном или вузовском учебнике по физике (например, "Курс общей физики" И.В. Савельева) и химии.

2. Плазма — четвёртое агрегатное состояние

При очень высоких температурах (от нескольких тысяч до миллионов градусов Цельсия) или сильном ионизирующем излучении газ переходит в состояние плазмы. Это частично или полностью ионизированный газ, состоящий из нейтральных атомов, положительно и отрицательно заряженных ионов и свободных электронов. Плазма является самым распространённым состоянием вещества во Вселенной (более 99% видимого вещества), так как из неё состоят звёзды, туманности и межзвёздная среда.

Источник: Информация о плазме широко представлена в научной и энциклопедической литературе, например, в "Физической энциклопедии" или на образовательных ресурсах научных организаций, таких как NASA, которые изучают космическую плазму.

3. Экзотические агрегатные состояния

В XX и XXI веках были открыты и изучены состояния вещества, возникающие в экстремальных условиях сверхнизких температур, сверхвысоких давлений или плотностей энергии. Их называют "квантовыми" или "экзотическими".

• Конденсат Бозе-Эйнштейна (КБЭ): Состояние, в которое переходят атомы-бозоны при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю ($T \to 0$ K). В этом состоянии все атомы переходят в одно и то же квантовое состояние и ведут себя как единый макроскопический квантовый объект, или "суператом". Теоретически предсказано А. Эйнштейном и Ш. Бозе в 1924-1925 гг., экспериментально получено в 1995 г. (Нобелевская премия по физике 2001 г.).
  Источник: Официальный сайт Нобелевского комитета (nobelprize.org), научные статьи в журналах Physical Review Letters.
• Фермионный конденсат: Аналогичное КБЭ состояние, но для частиц-фермионов. Поскольку фермионы подчиняются принципу запрета Паули, они не могут занимать одно и то же состояние. Однако при сверхнизких температурах они могут образовывать пары (подобно куперовским парам в сверхпроводниках), которые ведут себя как бозоны и формируют конденсат.
• Кварк-глюонная плазма: Состояние, которое существовало в первые мгновения после Большого Взрыва при сверхвысоких температурах и плотностях. В этом состоянии протоны и нейтроны "расплавляются", и вещество представляет собой "суп" из их фундаментальных составляющих — кварков и глюонов. Такое состояние воссоздаётся на несколько мгновений в экспериментах на ускорителях частиц, например, на Большом адронном коллайдере.
  Источник: Публикации и пресс-релизы Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN).
• Другие состояния: Существует также множество других состояний, таких как сверхтекучая жидкость (течёт без вязкости), сверхтвёрдое тело (обладает свойствами и твёрдого тела, и сверхтекучей жидкости), жидкие кристаллы (промежуточное состояние между жидкостью и кристаллом), вырожденный газ (в недрах белых карликов и нейтронных звёзд) и другие.

Ответ:

Возможное число агрегатных состояний вещества не является строго определённой величиной. Помимо трёх классических состояний (твёрдое, жидкое, газообразное), наукой общепризнано четвёртое — плазма, являющееся самым распространённым во Вселенной. Кроме них, современная физика описывает десятки других, так называемых "экзотических" состояний, наблюдаемых в экстремальных условиях, таких как конденсат Бозе-Эйнштейна, фермионный конденсат, кварк-глюонная плазма, сверхтекучая жидкость и многие другие. Таким образом, ответ на вопрос о числе состояний зависит от уровня детализации: от 3-4 в базовом рассмотрении до нескольких десятков в рамках современной физической науки. Этот список постоянно пополняется новыми открытиями.

Аргументация основана на сведениях из различных источников, включая:

1. Фундаментальные учебники по физике и химии (для классических состояний).
2. Научные энциклопедии (для расширенного описания, включая плазму).
3. Официальные сайты ведущих научных центров мира, таких как NASA и CERN (для информации о плазме и кварк-глюонной плазме).
4. Публикации в рецензируемых научных журналах (например, Nature, Science, Physical Review Letters) и материалы Нобелевского комитета (для информации об экзотических состояниях, таких как КБЭ).