Древние мыслители считали, что весь видимый мир создан из четырех первооснов, или стихий, - Земли, Воды, Воздуха и Огня. Удивительно, но в этом были твердо убеждены мудрецы Египта и Китая, Древней Греции и Индии. Поэтому нелегко сказать, кому первому пришла в голову эта мысль. Зато можно предположить, как и почему она возникла. Первые ученые на земле не имели точных приборов и смутно представляли себе строение вещества. Но они умели наблюдать, размышлять и делать выводы. Так, любой человек знаком с превращением обычной воды в лед при охлаждении и в пар при кипении. То есть вода при определенных условиях может быть как «землей» (под этим понятием подразумевалось любое твердое тело), так и «воздухом» - то есть газом. «Огонь» же (под ним подразумевалось тепло или дополнительная энергия) участвует во всех превращениях, происходящих с водой. Отсюда и возникло предположение, что любое вещество в своей основе имеет четыре стихии.

В наши дни мы называем твердое, жидкое, газообразное состояние вещества и плазму (особое состояние, при котором разрушаются внешние оболочки атомов) агрегатными состояниями вещества.

Бесцветный газ кислород, без которого невозможна жизнь на Земле, при температуре минус 183° превращается в голубоватую жидкость, а при температуре минус 218,8°0 становится твердым телом. Железо, такое надежное и прочное, при 1539° превращается в вязкую жидкость, а при повышении температуры до 2750°0 закипает и становится газом.

Значения температуры, при которых кристаллическое твердое тело превращается в жидкость или вновь затвердевает, называются температурой плавления и отвердевания. Когда вещество достигает температуры плавления, некоторое время, даже если продолжать нагревать его, температура остается постоянной. Так продолжается до тех пор, пока все вещество не перейдет в новое агрегатное состояние - станет жидкостью. При охлаждении вещество вернется в прежнее состояние - застынет и приобретет свойства твердого тела. И пока этот процесс не завершится, температура его также будет оставаться на одном уровне.

Твердые тела имеют различную структуру - ведь атомы в них расположены по-разному, а от этого зависят их свойства. Два главных вида твердых тел - кристаллические и аморфные. Слово «кристалл» - греческого происхождения. Поначалу так называли лед, а позднее - горный хрусталь. Со временем кристаллическими стали называть все твердые тела, в которых атомы расположены в определенном порядке и образуют так называемую решетку. Кристаллическая решетка намного увеличивает механическую прочность тела и влияет на его физико-химические свойства. Иногда атомы одного и того же вещества могут располагаться по-разному и образовывать различные виды кристаллических решеток.

Аморфные вещества не обладают определенной температурой плавления. По своей структуре они, даже будучи твердыми, напоминают жидкости, так как атомы в них не занимают определенного положения, но расположены близко друг от друга. Чем выше температура, тем более текучими и жидкими становятся аморфные вещества. Характерный пример аморфного твердого тела - всем известное оконное стекло. В нижней части стекол в окнах домов, простоявших несколько столетий, образуются характерные утолщения - стекло «течет» под действием силы тяжести.

Что может быть общего между алмазом и графитом? Алмаз прозрачный, графит темный. Алмаз - самый твердый минерал в природе, а графит мягкий, легко крошится. Графит хорошо проводит ток, алмаз является изолятором. И тем не менее, это одно и то же вещество - чистый углерод! Весь секрет заключается во внутреннем строении. Атомы графита располагаются в виде плоских решеточек, слабо связанных между собой. У алмаза все по-иному - атомы находятся близко друг к другу и прочно связаны. Этой структуре алмаз обязан своими уникальными свойствами.

Древнегреческие символы четырех стихий

Самые крупные кристаллы на Земле были обнаружены в 2000 г. в пещерах неподалеку от мексиканского города Чихуахуа. Это кристаллы минерала селенита, прозрачной разновидности обычного гипса. Самые большие из них имеют вид колонн диаметром 1,2 м и высотой 10-15 м. Кристаллы «выросли» до таких размеров благодаря уникальным условиям в пещерах - температура воздуха в них достигает +65 С, а его влажность постоянно составляет 100 %. Человек способен находиться в такой «парилке» не больше двух-трех минут.

Архимед

Закон Архимеда - один из фундаментальных физических законов, открытый выдающимся древнегреческим математиком, физиком, механиком и философом Архимедом Сиракузским (287-212 гг. до н. э.). Формулируется он так: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная массе жидкости (или газа), вытесненной этим телом. Направлена эта сила противоположно действию силы тяжести.

Самое интересное на сайте: Люди города страны, Водоросли, Человеческие расы, Смерч, На рубеже двух стихий, Равнина Гвинеи