Koja su stanja materije:
Stanja materije su različiti oblici u kojima se materija javlja u svemiru. Poznata su i kao agregacijska stanja materije, jer se čestice u svakom stanju agregiraju ili grupiraju na različite načine.
Može se smatrati da postoje četiri temeljna stanja materije, uzimajući u obzir one oblike agregacije koji se javljaju u prirodnim uvjetima. Temeljna stanja materije su:
- Kruto stanje.
- Tekuće stanje.
- Plinovito stanje.
- Stanje plazme.
U detaljima slike promatramo kako su čestice grupirane.
Međutim, studije o agregacijskim stanjima danas su produžene. Uz one koji se javljaju prirodno, danas proučavamo one koji se javljaju u ekstremnim uvjetima, induciranim u laboratoriju. Iz ove su skupine znanstvenici potvrdili postojanje tri nove države: Bose-Einsteinov kondenzat (BEC); kondenzat Fermi i supersolid.
Karakteristike stanja materije ovise o sili privlačenja između čestica i njihovoj pokretljivosti. Temperatura i / ili tlak faktori su koji utječu na to kako su te čestice grupirane i kako međusobno djeluju.
Kada postoje značajne promjene u temperaturnim i / ili tlačnim varijablama, događaju se promjene od jednog do drugog stanja tvari. Te su promjene skrućivanje, isparavanje, topljenje, sublimacija, reverzna sublimacija, ionizacija i deionizacija.
U nastavku donosimo usporednu tablicu s glavnim razlikama koje postoje između temeljnih stanja materije:
| Vlasništvo |
Stanje | Stanje tekućina | Stanje plinovit | Stanje plazmatski |
|---|---|---|---|---|
| Vrsta materije | Fiksna materija | Tekućine s viskoznošću | Plinovi | Vrući plinovi (s električnim nabojem) |
| Privlačnost između čestica | visoko | Srednji | Kratak | Kratak |
| Mobilnost čestica | Kratak | Srednji | visoko | visoko |
| Volumen | S volumenom | S volumenom | Nema volumena | Nema volumena |
| Oblik | Definirano | Neodređeno | Neodređeno | Neodređeno |
| Primjer | Kamenje | Voda | Vodena para | Plazma tv |
Kruto stanje
Čvrsto stanje je ono koje doživljavamo kao nepomičnu materiju koja se opire promjenama oblika i volumena. U krutom stanju, čestice imaju veću privlačnost jedna prema drugoj, što smanjuje njihovo kretanje i mogućnosti interakcije. Na primjer: kamenje, drvo, metalni pribor, staklo, led i grafit, između ostalog.
The karakteristike čvrstog stanja Oni su:
- Sila privlačenja između pojedinih čestica veća je od energije koja uzrokuje razdvajanje.
- Čestice se zaključaju u položaj ograničavajući svoju vibracijsku energiju.
- Održava svoj oblik i volumen.
Tekuće stanje
Tekuće stanje odgovara tekućinama čiji je volumen konstantan, ali se prilagođava obliku svoje posude. Na primjer: voda, hladni napitci, ulje i slina.
The karakteristike tekućeg stanja Oni su:
- Čestice se međusobno privlače, ali udaljenost je veća nego u čvrstim tijelima.
- Čestice su dinamičnije od krutina, ali stabilnije od plinova.
- Ima konstantan volumen.
- Njegov je oblik neodređen. Stoga tekućina poprima oblik svoje posude.
Plinovito stanje
Plinovito stanje odgovara plinovima. Tehnički se definira kao grupiranje čestica s malo međusobne privlačnosti koje se prilikom međusobnog sudara šire u prostoru. Na primjer: vodena para, kisik (O2) i prirodni plin.
The karakteristike plinovitog stanja Oni su:
- Koncentrira manje čestica od krutina i tekućina.
- Čestice malo privlače jedna drugu.
- Čestice se šire, pa su dinamičnije od krutina i plinova.
- Nema određeni oblik ili volumen.
Stanje plazme
Plazmatsko stanje je stanje slično plinovitom, ali ima električno nabijene čestice, odnosno ionizirane. To su, dakle, vrući plinovi.
Materija u stanju plazme vrlo je česta u svemiru i zapravo čini 99% njegove vidljive tvari. Međutim, stanje plazme također se prirodno reproducira u nekim kopnenim pojavama. Također se može umjetno proizvesti za razne namjene.
Na primjer, postoji plazma na suncu, zvijezdama i maglicama. Prisutan je i u polarnim polarnim svjetlima, u munjama i u takozvanoj vatri San Telma. Što se tiče njihove umjetne proizvodnje, neki od primjera su plazma televizori, fluorescentne cijevi i plazma lampe.
The karakteristike stanja plazme Oni su:
- Nedostaje mu definirani oblik i volumen.
- Njegove su čestice ionizirane.
- Nedostaje elektromagnetska ravnoteža.
- Dobar je električni vodič.
- Stvara niti, slojeve i zrake kada je izložen magnetskom polju.
To bi vas moglo zanimati:
- Kruto stanje
- Tekuće stanje
- Plinovito stanje
- Stanje plazme
Promjene u stanju stvari
Promjene stanja materije su procesi koji omogućuju promjenu prostorne strukture materije iz jednog stanja u drugo. Ovise o varijacijama u uvjetima okoline poput temperature i / ili tlaka.
Uzimajući u obzir temeljna stanja tvari, promjene stanja materije su: skrućivanje, isparavanje, fuzija, sublimacija, inverzna sublimacija, ionizacija i deionizacija.
Topljenje ili topljenje. To je promjena iz čvrstog u tekuće stanje. Javlja se kada je krutina izložena višim temperaturama nego inače, dok se ne otopi. Do toga dolazi zato što visoke temperature kojima je krutina izložena čine da se čestice više odvajaju i lakše kreću.
Očvršćivanje. Očvršćivanje je promjena iz tekućeg u kruto stanje. Kad temperatura tekućine padne, čestice se počinju približavati i kretanje između njih je smanjeno. Po postizanju točke smrzavanja pretvaraju se u čvrstu tvar.
Isparavanje. Isparavanje je promjena iz tekućeg u plinovito stanje. Pojavljuje se kada temperatura naraste na razuman način, što prekida interakciju između čestica. To uzrokuje njihovo razdvajanje i pojačano kretanje, što dovodi do pojave plina.
Kondenzacija. Kondenzacija je promjena iz plinovitog u tekuće stanje. Kako temperatura pada i / ili raste tlak, čestice plina gube određenu pokretljivost i približavaju se jedna drugoj. Ova aproksimacija objašnjava prijelaz iz plina u tekućinu.
Sublimacija. Sublimacija je promjena iz čvrstog u plinovito stanje bez prolaska kroz tekuće stanje. Javlja se, na primjer, u naftalenskim sferama. Te sfere koje se koriste da drže moljce podalje od ormara imaju svojstvo da s vremenom nestanu. To znači da oni prelaze iz čvrstog u plinovito stanje, a da ne prolaze kroz tekuće stanje.
Obrnuta sublimacija. Naziva se inverzna sublimacija, regresivna sublimacija, taloženje ili kristalizacija da bi se iz plinovitog stanja izravno prešlo u kruto stanje.
Jonizacija Ionizacija je promjena s plina na plazmu, koja se događa kada se čestice plina naelektriziraju, što je moguće kada se plin zagrije.
Deionizacija Deionizacija se sastoji od prelaska iz stanja plazme u plinovito stanje. Radi se, dakle, o procesu koji je suprotan ionizaciji.
Dalje, predstavljamo tablicu koja sažima promjene u materiji i prikazuje primjer za svaku od njih.
| Postupak | Promjena statusa | Primjer |
|---|---|---|
| Fuzija | Kruta do tekućina. | Odmrzavanja. |
|
Očvršćivanje | Tekuće do čvrste. | Led. |
| Isparavanje | Tekući do plinoviti. | Vodena para. |
| Kondenzacija | Plinovito do tekuće. | Kiša. |
| Sublimacija | Čvrst do plinovit. | Suhi led. |
| Obrnuta sublimacija | Plinast do čvrst. | Snijeg. |
| Jonizacija | Plinasto u plazmi. | Neonske reklame. |
| Deionizacija | Plazmatičan do plinovit. | Dim koji proizlazi iz ugasiti plamen. |
To bi vas moglo zanimati:
- Promjene stanja tvari
- Isparavanje
- Ključanje
Nova stanja materije
Trenutno su znanstvena istraživanja pronašla nova stanja agregacije materije umjetnim postupcima. Najpoznatiji se temelje na temperaturi, a to su Bose-Einsteinov kondenzat, fermionski kondenzat i supersolidno stanje.
Međutim, druge se teorije o mogućim stanjima materije još uvijek proučavaju, poput molekule Rydberg, stanja Quantum Halla, fotonske materije i kapljice.
Bose-Einsteinov kondenzat (BEC)
Stanje poznato kao Bose-Einsteinov kondenzat (BEC) nastaje kada su određeni plinovi podvrgnuti temperaturama blizu apsolutne nule (-273,15 ° C), dostižući takvu gustoću i ledište da se atomi ne mogu pomicati.
To je stanje materije koje je umjetno postignuto 1995. Od tada je poznato i kao peto stanje materije.
Primjer BEC-a su materijali sa supravodljivošću, odnosno mogu prenositi električnu energiju bez ikakvog otpora i bez gubitka energije.
The karakteristike kondenziranog stanja Bose-Einsteina su:
- Njegove su čestice bozoni.
- Primjetan je samo na subatomskoj razini.
- Predstavlja superprovodljivost (nulti električni otpor).
- Njegovo minimalno energetsko stanje poznato je kao osnovno stanje.
Uputi se u: status konsenzusa Bose-Einsteina
Grof od Fermija
Fermi kondenzat ili fermionski kondenzat je onaj u kojem je materija supertečna, odnosno nema nikakav stupanj viskoznosti. Ponašanje fermionskog stanja slično je valu, a ne čestici. Povezan je s državom Bose-Einstein.
The karakteristike fermionskog kondenzatora Oni su:
- Njegove su čestice fermioni (a ne bozoni).
- Javlja se na temperaturama blizu apsolutne nule.
- Njegova stabilnost traje vrlo kratko.
Super solidno
Supersolid je stanje u kojem je materija raspoređena u prostoru sa svojstvima supertečnosti. Tek 2017. pronađeni su jasni dokazi o njegovom postojanju. Još je uvijek pod istragom, kao i druga hipotetska stanja.
Vidi također:
- Svojstva materije
- Intenzivna i opsežna svojstva materije
