Какви са състоянията на материята:
Състоянията на материята са различните форми, в които материята се среща във Вселената. Те са известни също като състояния на агрегация на материята, тъй като частиците се агрегират или групират по различни начини във всяко състояние.
Може да се счита, че има четири основни материални състояния, като се вземат предвид онези форми на агрегиране, които се срещат при природни условия. Основните състояния на материята са:
- В твърдо състояние.
- Течно състояние.
- Газообразно състояние.
- Плазмено състояние.
В детайлите на изображението наблюдаваме как частиците са групирани заедно.
Днес обаче проучванията за агрегатните състояния на материята са удължени. В допълнение към тези, които се срещат естествено, днес ние изучаваме тези, които се появяват в екстремни условия, индуцирани в лабораторията. От тази група учените са проверили съществуването на три нови състояния: кондензатът на Бозе-Айнщайн (BEC); кондензатът на Ферми и свръхтвърдото вещество.
Характеристиките на материалните състояния зависят от силата на привличане между частиците и тяхната подвижност. Температурата и / или налягането са факторите, които влияят върху това как тези частици са групирани заедно и как те взаимодействат помежду си.
Когато има значителни промени в променливите на температурата и / или налягането, настъпват промени от едно състояние на веществото в друго. Тези промени са втвърдяване, изпаряване, топене, сублимация, обратна сублимация, йонизация и дейонизация.
По-долу представяме сравнителна таблица с основните разлики, които съществуват между основните състояния на материята:
| Имот |
Състояние | Състояние течност | Състояние газообразен | Състояние плазматичен |
|---|---|---|---|---|
| Вид материя | Фиксирана материя | Течности с вискозитет | Газове | Горещи газове (с електрически заряд) |
| Атракция между частиците | Високо | Междинен | Къс | Къс |
| Мобилност на частици | Къс | Междинен | Високо | Високо |
| Сила на звука | С обем | С обем | Няма обем | Няма обем |
| Форма | Определено | Неопределено | Неопределено | Неопределено |
| Пример | Камъни | Вода | Водна пара | Плазмен телевизор |
В твърдо състояние
Твърдото състояние е това, което ние възприемаме като неподвижна материя, която се противопоставя на промените във формата и обема. В твърдо вещество частиците имат по-голямо привличане една към друга, което намалява тяхното движение и възможностите за взаимодействие. Например: скали, дърво, метални прибори, стъкло, лед и графит, наред с други.
The твърдотелни характеристики Те са:
- Силата на привличане между отделните частици е по-голяма от енергията, която причинява разделяне.
- Частиците се заключват в положение, ограничавайки вибрационната си енергия.
- Поддържа формата и обема си.
Течно състояние
Течното състояние съответства на течности, чийто обем е постоянен, но се адаптира към формата на неговия контейнер. Например: вода, студени напитки, олио и слюнка.
The характеристики на течното състояние Те са:
- Частиците се привличат една друга, но разстоянието е по-голямо, отколкото при твърдите частици.
- Частиците са по-динамични от твърдите вещества, но по-стабилни от газовете.
- Има постоянен обем.
- Формата му е неопределена. Следователно течността приема формата на своя съд.
Газообразно състояние
Газообразното състояние съответства на газовете. Технически се определя като групиране на частици с малко привличане една към друга, които при сблъсък помежду си се разширяват в пространството. Например: водна пара, кислород (O2) и природен газ.
The характеристики на газообразното състояние Те са:
- Концентрира по-малко частици от твърди вещества и течности.
- Частиците имат малко привличане една към друга.
- Частиците са в разширение, така че са по-динамични от твърдите вещества и газовете.
- Той няма определена форма или обем.
Плазмено състояние
Плазматичното състояние е състояние, подобно на газообразното, но има електрически заредени частици, т.е. йонизирани. Следователно това са горещи газове.
Материята в плазменото състояние е много често срещана в открития космос и представлява всъщност 99% от наблюдаваната от нея материя. Въпреки това, състоянието на плазмата също се възпроизвежда естествено при някои земни явления. Може да се произвежда и изкуствено за различни цели.
Например, има плазма в слънцето, звездите и мъглявините. Той присъства и в полярните сияния, в мълниите и в така наречения огън на Сан Телмо. Що се отнася до тяхното изкуствено производство, някои примери са плазмени телевизори, флуоресцентни лампи и плазмени лампи.
The характеристики на плазменото състояние Те са:
- Липсва определена форма и обем.
- Нейните частици са йонизирани.
- Липсва електромагнитен баланс.
- Това е добър електрически проводник.
- При излагане на магнитно поле образува нишки, слоеве и лъчи.
Това може да ви заинтересува:
- В твърдо състояние
- Течно състояние
- Газообразно състояние
- Плазмено състояние
Промени в състоянието на въпроса
Промените в състоянията на материята са процеси, които позволяват пространствената структура на материята да се променя от едно състояние в друго. Те зависят от вариациите в условията на околната среда като температура и / или налягане.
Като се вземат предвид основните състояния на материята, промените в състоянието на веществото са: втвърдяване, изпаряване, синтез, сублимация, обратна сублимация, йонизация и дейонизация.
Топене или топене. Това е промяната от твърдо състояние в течно състояние. Това се случва, когато твърдото вещество е изложено на по-високи температури от обикновено, докато се разтопи. Това се случва, защото високите температури, на които е подложено твърдото вещество, кара частиците да се отделят повече и да се движат по-лесно.
Втвърдяване. Втвърдяването е преминаването от течно състояние в твърдо състояние. Когато температурата на течността падне, частиците започват да се приближават една към друга и движението между тях се намалява. При достигане на точката на замръзване те се превръщат в твърда материя.
Изпаряване. Изпаряването е преминаването от течно състояние в газообразно състояние. Това се случва, когато температурата се повиши по разумен начин, което нарушава взаимодействието между частиците. Това причинява тяхното разделяне и засилено движение, пораждащо газ.
Кондензация. Кондензацията е преминаването от газообразно състояние към течно състояние. Тъй като температурата пада и / или налягането се повишава, газовите частици губят известна подвижност и се доближават една до друга. Това сближаване обяснява преминаването от газ към течност.
Сублимация. Сублимацията е преминаването от твърдо състояние в газообразно, без преминаване през течно състояние. Среща се например в нафталеновите сфери. Тези сфери, които се използват, за да държат молците далеч от килерите, имат свойството да избледняват с времето. Това означава, че те преминават от твърдо в газообразно състояние, без да преминават през течно състояние.
Обратна сублимация. Нарича се обратна сублимация, регресивна сублимация, отлагане или кристализация, за да се премине от газообразно състояние към твърдо вещество по директен начин.
Йонизация Йонизацията е преминаването от газ към плазма, което се случва, когато газовите частици са електрически заредени, което е възможно при нагряване на газ.
Дейонизация Дейонизацията се състои в преминаването от плазменото състояние в газообразно състояние. Следователно това е обратният процес на йонизацията.
След това представяме таблица, която обобщава промените в материята и представя пример за всяка една.
| Процес | Промяна на състоянието | Пример |
|---|---|---|
| Сливане | Твърдо до течно. | Размразява. |
|
Втвърдяване | Течен до твърд. | Лед. |
| Изпаряване | Течен до газообразен. | Водна пара. |
| Кондензация | Газообразно до течно. | Дъжд. |
| Сублимация | Твърдо до газообразно. | Сух лед. |
| Обратна сублимация | Газообразно до твърдо вещество. | Сняг. |
| Йонизация | Газообразно за плазмата. | Неонови надписи. |
| Дейонизация | Плазматичен до газообразен. | Димът, който произтича от потуши пламък. |
Това може да ви заинтересува:
- Промени в състоянието на материята
- Изпаряване
- Кипене
Нови материални състояния
Понастоящем научните изследвания са открили нови състояния на агрегация на материята чрез изкуствени процедури. Най-известните се основават на температурата и са кондензатът на Бозе-Айнщайн, фермионният кондензат и свръхтвърдото състояние.
Въпреки това, други теории за възможните състояния на материята все още се изучават, като молекулата на Ридберг, състоянието на Квантовата зала, фотонната материя и капчицата.
Бозе-Айнщайн кондензат (BEC)
Състоянието, известно като Бозе-Айнщайн кондензат (BEC), възниква, когато определени газове са подложени на температури, близки до абсолютната нула (-273,15 ° C), достигайки такава плътност и точка на замръзване, че атомите не могат да се движат.
Това е състояние на материята, което е изкуствено постигнато през 1995 г. Оттогава е известно и като петото състояние на материята.
Пример за BEC са материали със свръхпроводимост, тоест те могат да предават електричество, без да оказват никакво съпротивление и без да губят енергия.
The характеристики на кондензираното състояние на Бозе-Айнщайн са:
- Нейните частици са бозони.
- Наблюдава се само на субатомно ниво.
- Той представя свръхпроводимост (нулево електрическо съпротивление).
- Минималното му енергийно състояние е известно като основно състояние.
Разровете се в: Бозе-Айнщайн консенсусен статус
Граф на Ферми
Ферми кондензатът или фермионният кондензат е този, при който материята е свръхтечна, тоест няма никаква степен на вискозитет. Поведението на фермионното състояние е подобно на вълна, а не на частица. Той е свързан със състоянието на Бозе-Айнщайн.
The характеристики на фермионния кондензатор Те са:
- Неговите частици са фермиони (а не бозони).
- Това се случва при температури, близки до абсолютната нула.
- Неговата стабилност продължава много кратко.
Супер твърдо
Свръхтвърдото е състояние, при което материята е подредена в пространството със свойствата на свръхтечност. Едва през 2017 г. бяха намерени ясни доказателства за съществуването му. Все още се разследва, както и други хипотетични състояния.
Вижте също:
- Свойства на материята
- Интензивни и екстензивни свойства на материята
