Как было сказано выше, твердые тела и жидкости не меняют своего объема при малых воздействиях. Есть состояние вещества, при котором его объем можно легко изменить, – это газообразное состояние.

Газ – это агрегатное состояние вещества, для которого характерно изменение и формы, и объема. Гелий в воздушном шарике, неон в лампах, составляющие воздуха: кислород, азот – все это примеры газов (Рис. 28).

Примеры газов

Рис. 28. Примеры газов

Продемонстрировать изменение формы и объема газа можно с помощью газового огнетушителя (Рис. 29). Сначала углекислый газ в нём занимает немного места. При использовании огнетушителя газ под давлением выходит из него (Рис. 30) и очень сильно расширяется. Форма газа, очевидно, тоже меняется.

Углекислый газ в огнетушителе

Рис. 29. Углекислый газ в огнетушителе

Расширение газа при использовании огнетушителя

Рис. 30. Расширение газа при использовании огнетушителя

Молекулы в газе как люди на большой площади, движутся в различных направлениях, расстояния между ними достаточно большие (Рис. 31). И, чем больше расстояние, тем людям сложнее взаимодействовать друг с другом: приходится кричать, хуже видно собеседника. Аналогично и в газе: взаимодействие молекул уменьшается при увеличении расстоянии. Именно поэтому газ легко изменяет свою форму и объем.

Движение молекул газа

Рис. 31. Движение молекул газа

Условность разделения на агрегатные состояния

В некоторых случаях достаточно сложно отнести вещество к какому-то конкретному агрегатному состоянию.

Существует целый класс веществ, которые называются аморфными. К ним, например, относится стекло и смола (Рис. 32). Аморфные тела не имеют четкой температуры перехода от твердого состояния к жидкому. Так, в обычном состоянии стекло можно считать твердым телом, ведь его форму изменить достаточно сложно. Однако при высокой температуре оно легко меняет форму, это пользуется при изготовлении стеклянных изделий. То есть, получается, его можно назвать жидкостью. А в процессе нагревания очень сложно определить состояние стекла. С одной стороны, оно остаётся твердым, но уже и приобретает текучесть.

Смола

Рис. 32. Смола

И вообще для любой жидкости и газа существуют условия, которые называются критическими. При достижении определенной температуры и давления уже нельзя однозначно сказать, в каком из состояний находится данное вещество.

Помимо этого, выбор агрегатного состояния может зависеть от условий решаемой задачи. Например, если рассматривать поведение асфальта, когда по нему проезжает автомобиль, мы будем считать его твердым телом. Но если рассмотреть асфальт в течение длительного времени, то тогда он растекается по неровностям поверхности. То есть ремонтники дорог могут считать тот же асфальт уже жидкостью.

По сути мы выбираем физическую модель: твердое тело, жидкость или газ. В некоторых случаях выбор однозначен. Но в некоторых мы можем использовать разные модели для решения разных задач, как в примере с асфальтом. Еще одним хороший пример – песок. Многие согласятся, что это измельченное твердое тело. Однако в песочных часах, где он перетекает из одной части в другую, более точным было бы применить к нему модель именно жидкости.