Matērijas stāvokļu nozīme (kas tie ir, jēdziens un definīcija)

Kas ir matērijas stāvokļi:

Matērijas stāvokļi ir dažādas formas, kādās matērija notiek Visumā. Tos sauc arī par vielas agregācijas stāvokļiem, jo ​​daļiņas katrā stāvoklī agregējas vai grupējas dažādos veidos.

Var uzskatīt, ka ir četri matērijas pamatstāvokļi, ņemot vērā tos agregācijas veidus, kas notiek dabiskos apstākļos. Matērijas pamatstāvokļi ir:

• Ciets stāvoklis.
• Šķidrais stāvoklis.
• Gāzveida stāvoklis.
• Plazmas stāvoklis.

Attēla detaļās mēs novērojam, kā daļiņas tiek grupētas kopā.

Tomēr šodien ir paplašināti pētījumi par vielas agregācijas stāvokļiem. Papildus tiem, kas notiek dabiski, šodien mēs pētām tos, kas notiek ekstremālos apstākļos, kurus ierosina laboratorija. No šīs grupas zinātnieki ir pārbaudījuši trīs jaunu valstu esamību: Bose-Einšteina kondensāts (BEC); kondensāts Fermi un cietviela.

Matērijas stāvokļu īpašības ir atkarīgas no pievilkšanās spēka starp daļiņām un to mobilitātes. Temperatūra un / vai spiediens ir faktori, kas ietekmē šo daļiņu grupēšanu un mijiedarbību savā starpā.

Ja ir jūtamas temperatūras un / vai spiediena mainīgo izmaiņas, izmaiņas notiek no vienas vielas stāvokļa uz otru. Šīs izmaiņas ir sacietēšana, iztvaikošana, kušana, sublimācija, reversā sublimācija, jonizācija un dejonizācija.

Zemāk mēs piedāvājam salīdzinošo tabulu ar galvenajām atšķirībām, kas pastāv starp matērijas pamatstāvokļiem:

Īpašums	Stāvoklis ciets	Stāvoklis šķidrums	Stāvoklis gāzveida	Stāvoklis plazmas
Matērijas veids	Fiksēta viela	Šķidrumi ar viskozitāti	Gāzes	Karstas gāzes (ar elektrisko lādiņu)
Pievilcība starp daļiņām	augsts	Starpnieks	Īss	Īss
Mobilitāte daļiņu	Īss	Starpnieks	augsts	augsts
Skaļums	Ar skaļumu	Ar skaļumu	Nav skaļuma	Nav skaļuma
Forma	Definēts	Nenoteikts	Nenoteikts	Nenoteikts
Piemērs	Akmeņi	Ūdens	Ūdens tvaiks	Plazmas tv

Ciets stāvoklis

Cietais stāvoklis ir tāds, ko mēs uztveram kā fiksētu vielu, kas pretojas formas un apjoma izmaiņām. Cietvielu vielās daļiņām ir lielāka pievilcība viena otrai, kas samazina to kustību un mijiedarbības iespējas. Piemēram: ieži, koks, metāla trauki, stikls, ledus un grafīts.

The cietvielu īpašības Viņi ir:

• Pievilkšanās spēks starp atsevišķām daļiņām ir lielāks par enerģiju, kas izraisa atdalīšanos.
• Daļiņas bloķējas pozīcijā, ierobežojot to vibrācijas enerģiju.
• Tas saglabā savu formu un apjomu.

Šķidrais stāvoklis

Šķidrais stāvoklis atbilst šķidrumiem, kuru tilpums ir nemainīgs, bet pielāgojas tā trauka formai. Piemēram: ūdens, auksti dzērieni, eļļa un siekalas.

The šķidrā stāvokļa īpašības Viņi ir:

• Daļiņas piesaista viena otru, bet attālums ir lielāks nekā cietās daļās.
• Daļiņas ir dinamiskākas nekā cietās vielas, bet stabilākas nekā gāzes.
• Tam ir nemainīgs tilpums.
• Tās forma ir nenoteikta. Tādējādi šķidrums iegūst tā trauka formu.

Gāzveida stāvoklis

Gāzveida stāvoklis atbilst gāzēm. Tehniski tas tiek definēts kā daļiņu grupa ar nelielu pievilcību viena otrai, kuras, saduroties viena ar otru, paplašinās telpā. Piemēram: ūdens tvaiki, skābeklis (O₂) un dabasgāzi.

The gāzveida stāvokļa īpašības Viņi ir:

• Koncentrē mazāk daļiņu nekā cietās vielas un šķidrumi.
• Daļiņas viena otru pievilina maz.
• Daļiņas atrodas izplešanās stadijā, tāpēc tās ir dinamiskākas nekā cietās vielas un gāzes.
• Tam nav noteiktas formas vai apjoma.

Plazmas stāvoklis

Plazmas stāvoklis ir stāvoklis, kas līdzīgs gāzveida stāvoklim, taču tajā ir elektriski uzlādētas daļiņas, tas ir, jonizētas. Tāpēc tās ir karstas gāzes.

Viela plazmas stāvoklī ir ļoti izplatīta kosmosā un faktiski veido 99% no tās novērojamās vielas. Tomēr plazmas stāvoklis dabiski tiek atveidots arī dažās zemes parādībās. To var arī mākslīgi ražot dažādām vajadzībām.

Piemēram, saulē, zvaigznēs un miglājos ir plazma. Tas atrodas arī polārajos auroros, zibens un tā sauktajā San Telmo ugunī. Attiecībā uz to mākslīgo ražošanu daži piemēri ir plazmas televizori, dienasgaismas lampas un plazmas lampas.

The plazmas stāvokļa raksturojums Viņi ir:

• Tam trūkst noteiktas formas un apjoma.
• Tās daļiņas ir jonizētas.
• Tam trūkst elektromagnētiskā līdzsvara.
• Tas ir labs elektrības vadītājs.
• Magnētiskā lauka ietekmē tas veido pavedienus, slāņus un starus.

Tas var jūs interesēt:

• Ciets stāvoklis
• Šķidrais stāvoklis
• Gāzveida stāvoklis
• Plazmas stāvoklis

Izmaiņas lietas stāvokļos

Matērijas stāvokļu izmaiņas ir procesi, kas ļauj matērijas telpiskajai struktūrai mainīties no viena stāvokļa uz otru. Tās ir atkarīgas no vides apstākļu izmaiņām, piemēram, temperatūras un / vai spiediena.

Ņemot vērā matērijas pamatstāvokļus, vielas stāvokļa izmaiņas ir: sacietēšana, iztvaikošana, saplūšana, sublimācija, apgrieztā sublimācija, jonizācija un dejonizācija.

Kušanas vai kušanas. Tā ir pāreja no cietā stāvokļa uz šķidro stāvokli. Tas notiek, kad cietā viela tiek pakļauta augstākai temperatūrai nekā parasti, līdz tā izkūst. Tas notiek tāpēc, ka augstā temperatūra, kurai pakļauta cietviela, liek daļiņām vairāk atdalīties un vieglāk pārvietoties.

Sacietēšana. Sacietēšana ir pāreja no šķidrā stāvokļa uz cieto stāvokli. Kad šķidruma temperatūra pazeminās, daļiņas sāk tuvoties viena otrai, un kustība starp tām tiek samazināta. Sasniedzot sasalšanas punktu, tie pārvēršas par cietu vielu.

Iztvaicēšana. Iztvaikošana ir pāreja no šķidrā stāvokļa uz gāzveida stāvokli. Tas notiek, kad temperatūra paaugstinās saprātīgā veidā, kas pārtrauc daļiņu mijiedarbību. Tas izraisa to atdalīšanos un palielinātu kustību, radot gāzi.

Kondensāts. Kondensācija ir pāreja no gāzveida stāvokļa uz šķidru stāvokli. Temperatūrai pazeminoties un / vai paaugstinoties spiedienam, gāzes daļiņas zaudē zināmu mobilitāti un tuvojas viena otrai. Šis tuvinājums izskaidro pāreju no gāzes uz šķidrumu.

Sublimācija. Sublimācija ir pāreja no cietā stāvokļa uz gāzveida stāvokli, neiziet cauri šķidrajam stāvoklim. Tas notiek, piemēram, naftalīna sfērās. Šīm sfērām, ko izmanto, lai kodes neatrastos skapjos, laika gaitā ir īpašība pazust. Tas nozīmē, ka viņi pāriet no cietā stāvokļa gāzveida stāvoklī, neizejot cauri šķidrajam stāvoklim.

Reversā sublimācija. To sauc par apgrieztu sublimāciju, regresīvu sublimāciju, nogulsnēšanos vai kristalizāciju, lai tiešā veidā mainītos no gāzveida stāvokļa uz cietu.

Jonizācija Jonizācija ir pāreja no gāzes uz plazmu, kas notiek, kad gāzes daļiņas tiek elektriski uzlādētas, un tas ir iespējams, kad gāze tiek uzkarsēta.

Deionizācija Deionizācija sastāv no pārejas no plazmas stāvokļa uz gāzveida stāvokli. Tāpēc tas ir pretējs process jonizācijai.

Tālāk mēs iesniedzam tabulu, kurā apkopotas matērijas izmaiņas un katrai no tām sniegts piemērs.

Process	Statusa maiņa	Piemērs
Kodolsintēze	Ciets līdz šķidrs.	Atkusnis.
Sacietēšana	Šķidrs līdz ciets.	Ledus.
Iztvaicēšana	Šķidrs līdz gāzveida.	Ūdens tvaiks.
Kondensāts	Gāzveida līdz šķidrumam.	Lietus.
Sublimācija	Cieta līdz gāzveida.	Sausais ledus.
Reversā sublimācija	Gāzveida vai cieta.	Sniegs.
Jonizācija	Gāzveida līdz plazmai.	Neona zīmes.
Deionizācija	No plazmas līdz gāzveida.	Dūmi, kas rodas nodzēst liesmu.

Tas var jūs interesēt:

• Matērijas stāvokļa izmaiņas
• Iztvaicēšana
• Vārīšanās

Jauni matērijas stāvokļi

Pašlaik zinātniski pētījumi ir atklājuši jaunus vielas agregācijas stāvokļus, izmantojot mākslīgas procedūras. Vispazīstamākie ir temperatūras rādītāji, un tie ir Bose-Einšteina kondensāts, fermiona kondensāts un pārmērīgi cietais stāvoklis.

Tomēr joprojām tiek pētītas citas teorijas par iespējamiem matērijas stāvokļiem, piemēram, Ridberga molekula, Kvantu zāles stāvoklis, fotoniskā viela un piliens.

Bose-Einšteina kondensāts (BEC)

Stāvoklis, kas pazīstams kā Bose-Einšteina kondensāts (BEC), rodas, ja noteiktas gāzes pakļauj temperatūrai, kas ir tuvu absolūtai nullei (-273,15 ° C), sasniedzot tādu blīvumu un sasalšanas punktu, ka atomus nevar pārvietoties.

Tas ir matērijas stāvoklis, kas tika mākslīgi sasniegts 1995. gadā. Kopš tā laika to sauc arī par piekto matērijas stāvokli.

BEC piemērs ir materiāli ar supravadītspēju, tas ir, tie var pārraidīt elektrību, neradot nekādu pretestību un nezaudējot enerģiju.

The kondensētā stāvokļa īpašības Bose-Einšteina

• Tās daļiņas ir bozoni.
• Tas ir novērojams tikai subatomiskā līmenī.
• Tas uzrāda supravadītspēju (nulles elektriskā pretestība).
• Tās minimālais enerģijas stāvoklis ir pazīstams kā pamatstāvoklis.

Iedziļināties: Bose-Einstein konsensa statuss

Fermi grāfs

Fermi kondensāts vai fermionskābes kondensāts ir tāds, kurā viela ir pārāk šķidra, tas ir, tai nav viskozitātes pakāpes. Fermioniskā stāvokļa uzvedība drīzāk ir līdzīga vilnim, nevis daļiņai. Tas ir saistīts ar Bose-Einšteina valsti.

The fermioniskā kondensatora īpašības Viņi ir:

• Tās daļiņas ir fermioni (un ne bozoni).
• Tas notiek temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei.
• Tās stabilitāte saglabājas ļoti īsu laiku.

Super ciets

Pārmērīga cietviela ir stāvoklis, kurā matērija ir izvietota telpā ar superšķidruma īpašībām. Tikai 2017. gadā tika atrasti skaidri pierādījumi par tā esamību. Tas joprojām tiek izmeklēts, tāpat kā citi hipotētiskie stāvokļi.

Skatīt arī:

• Matērijas īpašības
• Matērijas intensīvas un plašas īpašības