Почему молекулы с низким уровнем энергии (температуры) соединяются друг с другом

[cmpax_u_pagocmb]

(твёрдое агрегатное состояние), со средним ведут себя друг по отношению к другу нейтрально (жидкость), а обладая высоким уровнем энергии - отталкиваются (газ)?

Рассматривая магнит, для нас не имеет значения, отталкиваются или притягиваются полюса - и то и другое подразумевает одинаковую силу с разным направлением вектора.
А с температурой вещества получается, что по мере ослабевания энергии, между молекулами возникают весьма прочные связи (которых не будет на высоких энергетических уровнях, если не приложить давление (энергию) извне.

На мой взгляд, неочевиден сам принцип: энергия подразумевает отталкивание.
Допустим, меняется диаметр орбит электронов, и увеличивается сам размер атома, он занимает больше места и "теснит" соседние. Но это не объясняет, прочную связь холодных молекул.

UPD 09.07.2023
vida-louca ответил: (в моём вольном изложении) "Действует не притяжение и отталкивание, а "занимаемое место". Твёрдые молекулы занимают мало места, и, благодаря этому держатся друг за друга как ежи иголками, жидкие "округляются", а газообразные раздуваются до максимального объёма".

Comments

[fivetimesdead.livejournal.com]

ИМХО вы исходите из ложного представления что с переходом появляются новые "силы". На практике сами силы, то есть виды взаимодействия — есть постоянно (за некоторыми исключениями) и находятся в постоянном равновесии, при переходе некоторых энергетических точек старое равновесие рушится и образуется новое.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>вы исходите из ложного представления что с переходом появляются новые "силы"<<

Не знаю насчёт новых, но вы сами как назовёте силу, уменьшающую плотность вещества? Я называю её силой отталкивания, предложите более корректное название.

>>при переходе некоторых энергетических точек старое равновесие рушится и образуется новое<<

Конкретизируем: при нагревании (повышении энергии) молекулы не склонны притягиваться, они отталкиваются.
Почему-то энергия проявляется именно в отталкивании, а не в притяжении. Вам это не кажется странным/ассиметричным/необъяснимым? Казалось бы, притяжение и отталкивание требует одинаковых энергетических затрат. Ан нет. Есть какая-то связь между энергией и отталкиванием.

[fivetimesdead.livejournal.com]

Нет, в любом состоянии есть как силы, которые дают притягивание, так и силы, которые дают отталкивание. Но они изменяются не одинаково с температурой в силу разного характера, в результате чего мы и имеем что при нагревании плотность обычно падает (вплоть до перехода в газ).

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

А почему соотношение этих сил при нагревании смещается в пользу отталкивания?

Сама постановка этого вопроса разве не является важным ключом к пониманию устройства материи?

[fivetimesdead.livejournal.com]

Оно не смещается в пользу отталкивания — наоборот, энергия возрастает и у атома/молекулы стаёт достаточно энергии чтобы преодолеть барьер притяжения. То есть не сила отталкивания от другого атома возрастает, а энергия самого атома позволяет игнорировать притяжение окружающих атомов.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>энергия самого атома позволяет игнорировать притяжение окружающих атомов<<

А почему атомы по умолчанию притягиваются?

[fivetimesdead.livejournal.com]

Ещё раз — они по умолчанию одновременно и притягиваются, и отталкиваются, и банально пытаются хаотически двигаться. Не буду сейчас прям все из них расписывать, я тоже уже подзабыл кванты после универа :)

Почему с температурой — в силу природы взаимодействий, с ростом температуры больше всего растёт или падает "кинетическая" составляющая, тогда как например "электростатическая" от температуры зависит намного меньше (термины условные). Пара картинок для иллюстрации

(https://ic.pics.livejournal.com/fivetimesdead/32048916/52260/52260_original.png)

(https://ic.pics.livejournal.com/fivetimesdead/32048916/52514/52514_original.png)

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

"с ростом температуры больше всего растёт или падает "кинетическая" составляющая"

Так почему отталкиваются с ростом температуры?

"в силу природы взаимодействий"

Нам не известна природа ни одного из взаимодействий.
Значит это эквивалентно ответу "не знаю"?

[fivetimesdead.livejournal.com]

"Так почему отталкиваются с ростом температуры?" - третий раз пишу, не отталкиваются, а вырываются)))

Да, ясно что на 💯 мы не знаем и всё это лишь теории. Но как минимум пока что они преимущественно неплохо описывают наблюдаемые явления (но не полностью идеально, да).

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>не отталкиваются, а вырываются<<

Никуда они не "вырываются". Они отталкиваются. Никаких сил притяжения я не вижу уже на стадии жидкости.
Да, и кстати, "притяжения" как такового нет. Есть выстраивание прочных связей - это да. "Прилипают". Но чтобы притягиваться на макрорасстоянии - мы такого не наблюдаем.
А вот отталкивание на макрорасстоянии - наблюдаем.

[fivetimesdead.livejournal.com]

Тут надо уточнить — о каких расстояниях мы говорим? Я выше обсуждал межмолекулярный уровень взаимодействия, не устройство самого атома.

По поводу сил притяжения на больших расстояниях в существенной мере остаётся только гравитация, о природе которой мы до сих пор спорим. Существенных самостоятельных сил отталкивания там уже в принципе нету емнип (могу ошибаться конечно, поправьте).

Если же о "средних макро дистанциях", то есть силы более ближнего взаимодействия, атомы и молекулы хаотически периодически подлетают достаточно близко друг к другу в силу хаотического движения что зацепить друг друга. Если "температура" достаточная, то после такого захвата они разлетаются обратно, если нет — начинают понемногу наращивать "комок".