Що таке стану речовини:
Стани речовини - це різні форми, в яких речовина зустрічається у Всесвіті. Вони також відомі як стани агрегації речовини, оскільки частинки агрегуються або групуються по-різному в кожному стані.
Можна вважати, що існує чотири основних стани речовини, враховуючи ті форми агрегації, які відбуваються в природних умовах. Основними станами речовини є:
- Твердий стан.
- Рідкий стан.
- Газоподібний стан.
- Плазмовий стан.
У деталях зображення ми спостерігаємо, як частинки групуються між собою.
Однак дослідження стану агрегації речовини сьогодні продовжені. На додаток до тих, що відбуваються природним шляхом, сьогодні ми вивчаємо ті, що відбуваються в екстремальних умовах, індукованих в лабораторії. З цієї групи вчені перевірили існування трьох нових станів: конденсату Бозе-Ейнштейна (BEC); конденсат Фермі і надтвердий.
Характеристики станів речовини залежать від сили притягання між частинками та їх рухливості. Температура та / або тиск - це фактори, які впливають на те, як ці частинки згруповані та як вони взаємодіють між собою.
Коли спостерігаються значні зміни температурних та / або змінних тисків, відбуваються зміни від одного стану речовини до іншого. Ці зміни - затвердіння, випаровування, плавлення, сублімація, зворотна сублімація, іонізація та деіонізація.
Нижче ми представляємо порівняльну таблицю з основними відмінностями, що існують між основними станами речовини:
| Власність |
Хвороба | Хвороба рідина | Хвороба газоподібний | Хвороба плазматичний |
|---|---|---|---|---|
| Тип речовини | Фіксована матерія | Рідини з в'язкістю | Гази | Гарячі гази (з електричним зарядом) |
| Залучення між частинками | високий | Середній | Короткий | Короткий |
| Мобільність частинок | Короткий | Середній | високий | високий |
| Гучність | З обсягом | З обсягом | Немає гучності | Немає гучності |
| Форма | Визначений | Невизначений | Невизначений | Невизначений |
| Приклад | Камені | Вода | Водяна пара | Плазмовий телевізор |
Твердий стан
Твердий стан - це той, який ми сприймаємо як нерухому речовину, яка протистоїть змінам форми та об’єму. У твердій речовині частинки мають більший притягнення одна до одної, що зменшує їх рух і можливості взаємодії. Наприклад: скелі, дерево, металевий посуд, скло, лід та графіт та ін.
твердотільні характеристики Вони є:
- Сила притягання між окремими частинками більша, ніж енергія, що викликає поділ.
- Частинки замикаються в положенні, обмежуючи свою вібраційну енергію.
- Він зберігає форму і об’єм.
Рідкий стан
Рідкий стан відповідає рідинам, об’єм яких є постійним, але пристосовується до форми його ємності. Наприклад: вода, холодні напої, олія та слина.
характеристики рідкого стану Вони є:
- Частинки притягують одна одну, але відстань більша, ніж у твердих тілах.
- Частинки більш динамічні, ніж тверді речовини, але стабільніші, ніж гази.
- Він має постійний об’єм.
- Його форма невизначена. Отже, рідина приймає форму свого контейнера.
Газоподібний стан
Газоподібний стан відповідає газам. Технічно це визначається як групування частинок з незначним притяганням одна до одної, які при зіткненні між собою розширюються в просторі. Наприклад: водяна пара, кисень (O2) та природний газ.
характеристика газоподібного стану Вони є:
- Концентрує менше часток, ніж тверді речовини та рідини.
- Частинки мало притягують одна одну.
- Частинки розширюються, тому вони динамічніші, ніж тверді речовини та гази.
- Він не має певної форми або обсягу.
Плазмовий стан
Плазматичний стан - це стан, подібний до газоподібного, але він має електрично заряджені частинки, тобто іонізовані. Отже, це гарячі гази.
Матерія в плазмовому стані дуже поширена у відкритому космосі і фактично становить 99% спостережуваної речовини. Однак стан плазми також природним чином відтворюється в деяких земних явищах. Він також може бути штучно виготовлений для різних цілей.
Наприклад, є плазма на сонці, зірках і туманностях. Він також присутній у полярних полярних сяйвах, блискавці та так званому вогні Сан-Тельмо. Що стосується їх штучного виробництва, то деякими прикладами є плазмові телевізори, люмінесцентні лампи та плазмові лампи.
характеристики стану плазми Вони є:
- Йому не вистачає певної форми та обсягу.
- Його частинки іонізовані.
- У ньому відсутній електромагнітний баланс.
- Це хороший електричний провідник.
- Він утворює нитки, шари та промені під впливом магнітного поля.
Це може вас зацікавити:
- Твердий стан
- Рідкий стан
- Газоподібний стан
- Плазмовий стан
Зміни стану справи
Зміни станів речовини - це процеси, що дозволяють просторовій структурі речовини змінюватися з одного стану в інший. Вони залежать від коливань умов навколишнього середовища, таких як температура та / або тиск.
З урахуванням основних станів речовини змінами стану речовини є: затвердіння, випаровування, плавлення, сублімація, зворотна сублімація, іонізація та деіонізація.
Плавлення або плавлення. Це перехід від твердого стану до рідкого. Це відбувається, коли тверда речовина піддається впливу більш високих температур, ніж зазвичай, до її розплавлення. Це відбувається тому, що високі температури, яким піддається тверда речовина, змушують частинки більше відділятися і легше рухатися.
Затвердіння. Затвердіння - це перехід з рідкого стану в твердий. Коли температура рідини падає, частинки починають наближатися одна до одної і рух між ними зменшується. Досягнувши точки замерзання, вони перетворюються на тверду речовину.
Випаровування. Пароутворення - це перехід з рідкого стану в газоподібний. Це відбувається, коли температура розумно підвищується, що порушує взаємодію між частинками. Це спричиняє їх відокремлення та посилений рух, утворюючи газ.
Конденсація. Конденсація - це перехід з газоподібного стану в рідкий. У міру зниження температури та / або підвищення тиску частинки газу втрачають деяку рухливість і наближаються одна до одної. Це наближення пояснює перехід від газу до рідини.
Сублімація. Сублімація - це перехід з твердого стану в газоподібний без переходу через рідкий стан. Це трапляється, наприклад, у нафталінових сферах. Ці сфери, які використовуються для утримання молі від шаф, мають властивість з часом зникати. Це означає, що вони переходять із твердого в газоподібний стан, не переходячи через рідкий стан.
Зворотна сублімація. Це називається зворотною сублімацією, регресивною сублімацією, осадженням або кристалізацією, щоб безпосередньо перейти з газоподібного стану в тверде.
Іонізація Іонізація - це перехід від газу до плазми, який відбувається при електричному заряджанні частинок газу, що можливо при нагріванні газу.
Деіонізація Деіонізація полягає у переході з плазмового стану в газоподібний. Отже, це процес, протилежний іонізації.
Далі ми представляємо таблицю, яка узагальнює зміни у речовині та наводить приклад для кожної з них.
| Процес | Зміна статусу | Приклад |
|---|---|---|
| Злиття | Твердий до рідкого. | Відлиги. |
|
Затвердіння | Рідкий до твердого. | Лід. |
| Випаровування | Рідкі до газоподібних. | Водяна пара. |
| Конденсація | Газоподібний до рідкого. | Дощ |
| Сублімація | Твердий до газоподібного. | Сухий лід. |
| Зворотна сублімація | Газоподібний до твердого. | Сніг. |
| Іонізація | Газоподібний до плазми. | Неонові вивіски. |
| Деіонізація | Плазматичний до газоподібний. | Дим, який виникає в результаті загасити полум’я. |
Це може вас зацікавити:
- Зміни стану речовини
- Випаровування
- Кипіння
Нові стани речовини
В даний час наукові дослідження виявили нові стани агрегації речовини за допомогою штучних процедур. Найвідоміші засновані на температурі, це конденсат Бозе-Ейнштейна, ферміонний конденсат і надтвердий стан.
Однак інші теорії про можливі стани речовини все ще вивчаються, такі як молекула Ридберга, стан Квантового Холла, фотонна речовина та дроплетон.
Конденсат Бозе-Ейнштейна (BEC)
Стан, відомий як конденсат Бозе-Ейнштейна (BEC), виникає, коли певні гази піддаються дії температур, близьких до абсолютного нуля (-273,15 ° C), досягаючи такої щільності та точки замерзання, що атоми не можуть рухатися.
Це стан речовини, який був штучно досягнутий у 1995 р. З тих пір він також відомий як п’ятий стан речовини.
Прикладом BEC є матеріали з надпровідністю, тобто вони можуть передавати електрику, не чинячи жодного опору і не втрачаючи енергію.
характеристики конденсованого стану Бозе-Ейнштейна:
- Його частинки - бозони.
- Це можна спостерігати лише на субатомному рівні.
- Він представляє надпровідність (нульовий електричний опір).
- Його мінімальний енергетичний стан відомий як основний.
Поглибіться: Статус консенсусу Бозе-Ейнштейна
Граф Фермі
Фермі-конденсат або ферміонний конденсат - це речовина, де речовина є надрідкою, тобто вона не має жодного ступеня в’язкості. Поведінка ферміонного стану схожа на хвилю, а не на частинку. Це пов’язано з державою Бозе-Ейнштейна.
характеристики ферміонного конденсатора Вони є:
- Його частинками є ферміони (а не бозони).
- Це відбувається при температурах, близьких до абсолютного нуля.
- Його стабільність зберігається дуже короткий час.
Супер твердий
Надтвердий - це стан, при якому речовина розташована в просторі з властивостями надрідкої рідини. Лише в 2017 році було знайдено чіткі докази його існування. Він все ще перебуває під розслідуванням, як і інші гіпотетичні держави.
Дивитися також:
- Властивості речовини
- Інтенсивні та екстенсивні властивості речовини
