Вещество в зависимости от термодинамических параметров - давления, объема и температуры - может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном.
Кроме того, вещество при определенных условиях может быть в состоянии плазмы. Современные агрегатные состояния несколько напоминают четыре стихии древние Земля - твердое состояние, вода - жидкое состояние, воздух - газообразное состояние, огонь - плазму.
Строение тел и характер молекулярного движения определяются силами взаимодействия между молекулами, а силы взаимодействия тем меньше, чем больше межмолекулярные расстояния. В газах среднее расстояние между молекулами достаточно велика по сравнению с размерами молекулы. Молекулы движутся хаотично, изменяя направление движения при столкновениях друг с другом или со стенками сосуда, но между столкновениями молекулы движутся практически независимо друг от друга, поскольку силы взаимодействия малы. В твердых кристаллических телах расстояния между молекулами значительно меньше, чем в газах, а потому межмолекулярные силы больше. Поэтому молекулярное движение в кристаллах имеет совсем другой характер, чем в газах. В кристаллах молекулы, атомы или ионы (в зависимости от рода вещества) переходят с места на место сравнительно редко, большую часть времени они находятся в колебательном движении относительно некоторых неподвижных точек, или узлов, которые являются положениями равновесия. Эти узлы распределяются в пространстве в зависимости от характера межмолекулярного взаимодействия. Повышение температуры твердого тела приводит к увеличению амплитуды колебаний молекул, расстояний между узлами (расширение тела от нагревания) и, следовательно, к ослаблению сил сцепления. От этого атомы чаще оставляют свои узлы, а при определенной температуре, что называется температурой плавления, исчезает упорядоченность в размещении центров колебаний, решетки разрушаются и происходит переход в жидкое состояние.
Газы и кристаллы отличаются строением и характером молекулярного движения. Газы характеризуются хаотичностью, кристаллы - упорядоченностью в размещении молекул. В этом смысле газы и кристаллы имеют противоположные свойства. В жидкостях диалектически сочетаются эти противоположные свойства. Молекулы газов движутся поступательно, а молекулы кристаллов колеблются вокруг неподвижных положений равновесия. Молекулы жидкости колеблются подобно молекул кристаллов, но положение равновесия, относительно которых происходят колебания, не остаются неподвижными, как в кристаллах, а иногда смещаются. В жидкости выступают в единстве порядок, характерный для кристаллов, и беспорядок, характерный для газов. Молекулы жидкости не так крепко связаны друг с другом, как молекулы твердых тел, но взаимодействие между ними значительно больше, чем в газообразном состоянии. Молекулы жидкости могут преодолевать эти силы связи. При определенной температуре молекулы жидкости имеют различную скорость и та или иная молекула может приобрести достаточной энергии для преодоления сил связи. Если движение молекулы направлен к поверхности жидкости, то она может выйти из нее. Этот процесс называется испарением. Он может происходить при любой температуре. Такие рассуждения можно применить также для твердого тела, чтобы объяснить возможность испарение твердых тел без предварительного преобразования в жидкость. Это явление называют сублимацией.
Плотность газа при нормальных условиях значительно меньше, чем плотность того же вещества в жидком состоянии: гг = 1000рг. Связь расстояний между частицами для газа и жидкости. Длина свободного пробега молекул в газообразном состоянии К ? Ю-7 м, средняя скорость движения молекул газа при комнатной температуре 400 ... 500 м / с. Средняя плотность атомов в Солнечной системе составляет 109 атомив/м3, в Галактике - 106 атомив/м3, вне Галактики - 105 ... 106 атомив/м3 .
По закону Авогадро, если любые два газа занимают одинаковые объемы при одинаковом давлении и имеют одинаковые температуры, то в этих объемах содержится одинаковое число молекул. Из этого закона вытекает, что моли любых веществ в газообразном состоянии при одинаковых давлениях и одинаковых температурах занимают одинаковые объемы. Число молекул в моле любого вещества Na = 6,02 1023 моль-1. Это число называется числом Авогадро. Опыт показывает, что моль любого вещества в газообразном состоянии при нормальных условиях занимает объем 22,4 • 10-3 м3. Отсюда можно определить число молекул газа, находящегося при нормальных условиях в 1 см3. Это число называется числом Лошмидта.
Закон Дальтона для смеси газов формулируется так: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений газов, образующих смесь. Парциальным давлением называется давление, имел бы газ, если бы он один заполнял весь объем.