Hvad er materiens tilstande:
Materiets tilstande er de forskellige former, hvor materie forekommer i universet. De er også kendt som tilstander for sammenlægning af stof, da partiklerne aggregerer eller grupperer på forskellige måder i hver tilstand.
Det kan overvejes, at der er fire grundlæggende tilstande af materie under hensyntagen til de former for sammenlægning, der forekommer under naturlige forhold. De grundlæggende tilstande i materie er:
- Fast tilstand.
- Flydende tilstand.
- Gasformig tilstand.
- Plasma-tilstand.
I detaljen af billedet observerer vi, hvordan partiklerne er grupperet sammen.
Undersøgelser af tilstanden for sammenlægning af stof er imidlertid blevet udvidet i dag. Ud over dem, der forekommer naturligt, studerer vi i dag dem, der forekommer under ekstreme forhold, induceret i laboratoriet. Fra denne gruppe har forskere verificeret eksistensen af tre nye stater: Bose-Einstein-kondensatet (BEC); Fermi-kondensatet og det faste stof.
Kendetegnene for stoftilstande afhænger af tiltrækningskraften mellem partiklerne og deres mobilitet. Temperatur og / eller tryk er de faktorer, der påvirker, hvordan disse partikler grupperes, og hvordan de interagerer med hinanden.
Når der er fornuftige ændringer i temperatur- og / eller trykvariablerne, sker der ændringer fra den ene tilstand til den anden. Disse ændringer er størkning, fordampning, smeltning, sublimering, omvendt sublimering, ionisering og deionisering.
Nedenfor præsenterer vi en sammenligningstabel med de vigtigste forskelle, der findes mellem de grundlæggende tilstande i materie:
| Ejendom |
Tilstand | Tilstand væske | Tilstand gasformig | Tilstand plasmatisk |
|---|---|---|---|---|
| Type sag | Fast stof | Væsker med viskositet | Gasser | Varme gasser (med elektrisk opladning) |
| Tiltrækning mellem partikler | høj | Mellemliggende | Kort | Kort |
| Mobilitet af partikler | Kort | Mellemliggende | høj | høj |
| Bind | Med volumen | Med volumen | Ingen lydstyrke | Ingen lydstyrke |
| Form | Defineret | Ubestemt | Ubestemt | Ubestemt |
| Eksempel | Sten | Vand | Vanddamp | Plasma tv |
Fast tilstand
Den faste tilstand er en, som vi opfatter som fast stof, der modstår ændringer i form og volumen. I faststofmateriale har partiklerne en større tiltrækning til hinanden, hvilket reducerer deres bevægelse og mulighederne for interaktion. For eksempel: sten, træ, metalredskaber, glas, is og grafit, blandt andre.
Det solid state egenskaber De er:
- Tiltrækningskraften mellem individuelle partikler er større end den energi, der forårsager adskillelse.
- Partiklerne låser sig i position og begrænser deres vibrationsenergi.
- Det opretholder sin form og volumen.
Flydende tilstand
Den flydende tilstand svarer til væsker, hvis volumen er konstant, men tilpasser sig beholderens form. For eksempel: vand, kolde drikke, olie og spyt.
Det egenskaber ved den flydende tilstand De er:
- Partiklerne tiltrækker hinanden, men afstanden er større end i faste stoffer.
- Partikler er mere dynamiske end faste stoffer, men mere stabile end gasser.
- Det har et konstant volumen.
- Dens form er ubestemt. Derfor har væsken form af beholderen.
Gasformig tilstand
Gasformen svarer til gasser. Teknisk er det defineret som grupperingen af partikler med ringe tiltrækning til hinanden, som når de kolliderer med hinanden udvides i rummet. For eksempel: vanddamp, ilt (O2) og naturgas.
Det egenskaber ved luftform De er:
- Koncentrerer færre partikler end faste stoffer og væsker.
- Partiklerne har ringe tiltrækning til hinanden.
- Partiklerne ekspanderer, så de er mere dynamiske end faste stoffer og gasser.
- Det har ingen bestemt form eller volumen.
Plasma-tilstand
Den plasmatiske tilstand er en tilstand, der ligner den gasformige, men den har elektrisk ladede partikler, det vil sige ioniseret. Det er derfor varme gasser.
Materiale i plasma-tilstand er meget almindeligt i det ydre rum og udgør faktisk 99% af dets observerbare stof. Imidlertid gengives plasmatilstanden også naturligt i nogle jordbundsfænomener. Det kan også fremstilles kunstigt til forskellige anvendelser.
For eksempel er der plasma i solen, stjerner og tåger. Det er også til stede i de polære auroraer, i lynet og i den såkaldte San Telmo-brand. Med hensyn til deres kunstige produktion er nogle eksempler plasma-tv, lysstofrør og plasmalamper.
Det egenskaber ved plasma-tilstand De er:
- Den mangler defineret form og volumen.
- Dens partikler er ioniseret.
- Den mangler elektromagnetisk balance.
- Det er en god elektrisk leder.
- Det danner filamenter, lag og stråler, når det udsættes for et magnetfelt.
Det kan interessere dig:
- Fast tilstand
- Flydende tilstand
- Gasformig tilstand
- Plasma-tilstand
Ændringer i sagen
Ændringerne af stoftilstande er processer, der tillader materielets rumlige struktur at skifte fra en tilstand til en anden. De afhænger af variationer i miljøforhold som temperatur og / eller tryk.
Under hensyntagen til de grundlæggende tilstande i materie er ændringerne i materiens tilstand: størkning, fordampning, fusion, sublimering, omvendt sublimering, ionisering og deionisering.
Smeltning eller smeltning. Det er skiftet fra fast tilstand til flydende tilstand. Det sker, når det faste stof udsættes for højere temperaturer end normalt, indtil det smelter. Det sker, fordi de høje temperaturer, som det faste stof udsættes for, får partiklerne til at adskille sig mere og bevæge sig lettere.
Størkning. Størkning er ændringen fra flydende tilstand til fast tilstand. Når en væskes temperatur falder, begynder partiklerne at nærme sig hinanden, og bevægelsen mellem dem reduceres. Når de når frysepunktet, bliver de til fast stof.
Fordampning. Fordampning er ændringen fra flydende tilstand til gasform. Det sker, når temperaturen stiger på en fornuftig måde, der bryder interaktionen mellem partiklerne. Dette forårsager deres adskillelse og øget bevægelse, hvilket giver anledning til en gas.
Kondensation. Kondens er ændringen fra gasform til flydende tilstand. Når temperaturen falder og / eller trykket stiger, mister gaspartiklerne en vis mobilitet og kommer tættere på hinanden. Denne tilnærmelse forklarer passagen fra gas til væske.
Sublimering. Sublimering er ændringen fra fast tilstand til gasform uden at gå gennem flydende tilstand. Det forekommer for eksempel i naphthalen-sfærer. Disse kugler, der bruges til at holde møller væk fra skabe, har den egenskab, at de falmer over tid. Dette betyder, at de går fra faststof til gasform uden at gå gennem flydende tilstand.
Omvendt sublimering. Det kaldes omvendt sublimering, regressiv sublimering, aflejring eller krystallisering for at skifte fra den gasformige tilstand til det faste stof på en direkte måde.
Ionisering Ionisering er ændringen fra gas til plasma, som opstår, når gaspartikler er elektrisk ladet, hvilket er muligt, når en gas opvarmes.
Deionisering Deionisering består af passagen fra plasma-tilstand til gasform. Det er derfor den modsatte proces til ionisering.
Dernæst præsenterer vi en tabel, der opsummerer ændringer i materien og viser et eksempel for hver enkelt.
| Behandle | Statusændring | Eksempel |
|---|---|---|
| Fusion | Fast til væske. | Tø. |
|
Størkning | Flydende til fast. | Is. |
| Fordampning | Flydende til luftformig. | Vanddamp. |
| Kondensation | Gasformig til væske. | Regn. |
| Sublimering | Fast til gasformig. | Tøris. |
| Omvendt sublimering | Gasformig til fast. | Sne. |
| Ionisering | Gasformigt til plasma. | Neonskilte. |
| Deionisering | Plasmatiske til luftformige. | Den røg, der skyldes slukke en flamme. |
Det kan interessere dig:
- Ændringer i materiens tilstand
- Fordampning
- Kogende
Nye sager af sager
På nuværende tidspunkt har videnskabelige undersøgelser fundet nye tilstande for aggregering af stof gennem kunstige procedurer. De bedst kendte er baseret på temperatur og er Bose-Einstein kondensat, fermionisk kondensat og supersolid tilstand.
Imidlertid undersøges andre teorier om mulige tilstande af stof stadig, såsom Rydberg-molekylet, Quantum Hall-tilstanden, fotonisk stof og dråbe.
Bose-Einstein kondensat (BEC)
Tilstanden kendt som Bose-Einstein-kondensat (BEC) opstår, når visse gasser udsættes for temperaturer tæt på absolut nul (-273,15 ° C) og når sådan en tæthed og et frysepunkt, at atomer ikke kan bevæges.
Det er en tilstand af materie, der blev opnået kunstigt i 1995. Siden da er den også kendt som den femte tilstand af materie.
Et eksempel på BEC er materialer med superledningsevne, dvs. de kan transmittere elektricitet uden at udøve modstand og uden at miste energi.
Det egenskaber ved den kondenserede tilstand af Bose-Einstein er:
- Dens partikler er bosoner.
- Det kan kun observeres på det subatomære niveau.
- Det præsenterer superledningsevne (nul elektrisk modstand).
- Dens mindste energitilstand er kendt som jordtilstand.
Dyk ned i: Bose-Einstein konsensusstatus
Grev af Fermi
Fermi-kondensat eller fermionisk kondensat er en, hvor sagen er overflødig, det vil sige, den har ikke nogen grad af viskositet. Opførelsen af den fermioniske tilstand svarer til en bølge snarere end en partikel. Det er relateret til Bose-Einstein-staten.
Det egenskaber ved den fermioniske kondensator De er:
- Dens partikler er fermioner (og ikke bosoner).
- Det forekommer ved temperaturer tæt på absolut nul.
- Dens stabilitet varer i meget kort tid.
Super solid
Supersolid er en tilstand, hvor materie er arrangeret i rummet med egenskaberne af en superfluid. Først i 2017 blev der fundet klare beviser for dets eksistens. Det er stadig under efterforskning, ligesom andre hypotetiske tilstande.
Se også:
- Materialets egenskaber
- Intensive og omfattende egenskaber ved materie
