5 станів матеріального об'єднання



The стан агрегації речовини вони пов'язані з тим, що вона може існувати в різних станах, залежно від щільності, що виставляється молекулами, які її складають. Фізична наука відповідає за вивчення природи і властивостей матерії і енергії у Всесвіті.

Поняття матерії визначається як все, що утворює Всесвіт (атоми, молекули та іони), що утворює всі існуючі фізичні структури. Традиційні наукові дослідження дали завершені стани агрегації речовини, як у трьох відомих: твердих, рідких або газоподібних.

Проте, існують ще дві фази, які були визначені ще недавно, що дозволяє класифікувати їх як такі і додати їх до трьох початкових станів (так звана плазма, і бозе-ейнштейнівський конденсат)..

Вони являють собою більш рідкісні форми речовини, ніж традиційні, але при відповідних умовах демонструють властивості, які мають унікальні та унікальні властивості, які можна класифікувати як агрегаційні стани.

Індекс

  • 1 Стани агрегації речовини
    • 1.1 Тверда речовина
    • 1.2 Рідина
    • 1.3 Газ
    • 1.4 Плазма
    • 1.5 Конденсат Бозе-Ейнштейна
  • 2 Посилання

Стани агрегації речовини

Твердий

Коли ми говоримо про речовину в твердому стані, то її можна визначити як таку, в якій молекули, які її складають, об'єднані в компактній формі, дозволяючи дуже мало місця між ними і забезпечуючи жорсткий характер структурі того самого..

Таким чином, матеріали в цьому агрегатному стані не протікають вільно (як рідини) або розширюються об'ємно (наприклад, гази) і для цілей різних застосувань вважаються нестисливими речовинами.

Крім того, вони можуть мати кристалічні структури, які організовані впорядковано і регулярно або в безладних і нерегулярних, як аморфні структури.

У цьому сенсі тверді речовини не обов'язково є однорідними за своєю структурою, будучи в змозі знайти ті, які є хімічно неоднорідними. Вони мають здатність безпосередньо переходити в рідкий стан в процесі синтезу, а також переходити до газоподібного шляхом сублімації.

Типи твердих тіл

Тверді матеріали поділяються на ряд класифікацій:

Метали: це ті сильні і щільні тверді речовини, які, крім того, зазвичай є відмінними провідниками електрики (їх вільними електронами) і теплом (за їх теплопровідністю). Вони складають велику частину періодичної таблиці елементів, і можуть бути з'єднані з іншим металом або з неметалевих сплавів. За даним металом вони можуть бути знайдені природним шляхом або штучно вироблені.

Мінерали

Є ті тверді речовини, що утворюються природно через геологічні процеси, що відбуваються при високому тиску.

Мінерали каталогізуються таким чином за їх кристалічною структурою з однорідними властивостями, і вони різняться за типом відповідно до матеріалу, з якого вони говорять, і їх походженням. Цей тип твердої речовини дуже часто зустрічається по всій планеті Земля.

Кераміка

Вони являють собою тверді речовини, які створюються з неорганічних і неметалічних речовин, зазвичай шляхом нанесення тепла, і які мають кристалічні або напівкристалічні структури..

Особливістю цього матеріалу є те, що він може розсіювати високі температури, удари і міцність, що робить його відмінним компонентом для передових аеронавігаційних, електронних і навіть військових технологій..

Органічні тверді речовини

Це ті тверді речовини, які в основному складаються з елементів вуглецю і водню, здатних також володіти молекулами азоту, кисню, фосфору, сірки або галогенів у своїй структурі..

Ці речовини значно відрізняються, спостерігаючи за матеріалами, починаючи від природних і штучних полімерів до парафінового воску, що походить з вуглеводнів.

Композиційні матеріали

Це ті відносно сучасні матеріали, які були розроблені шляхом приєднання двох або більше твердих тіл, створюючи нову речовину з характеристиками кожного з її компонентів, користуючись властивостями цих для матеріалу, що перевершує оригінал. Прикладами таких є залізобетон і композитна деревина.

Напівпровідники

Вони називаються за їх питомим опором і електропровідністю, що поміщає їх між металевими провідниками і неметалевими дроселями. Вони часто використовуються в області сучасної електроніки і акумулюють сонячну енергію.

Наноматеріали

Вони є твердими з мікроскопічних розмірів, що породжує, що вони представляють властивості, відмінні від їхньої більшої величини. Вони знаходять застосування в спеціалізованих галузях науки і техніки, таких як в області зберігання енергії.

Біоматеріали

Вони являють собою природні та біологічні матеріали зі складними та унікальними характеристиками, відмінними від усіх інших твердих тіл завдяки їхньому походженню, отриманому через мільйони років еволюції. Вони складаються з різних органічних елементів і можуть бути сформовані та реформовані відповідно до властивостей, які вони мають.

Рідина

Вона називається рідкою до тієї матерії, яка знаходиться в майже нестисливому стані, яка займає обсяг контейнера, в якому він знаходиться.

На відміну від твердих тіл, рідини вільно проходять через поверхню, де вони знаходяться, але вони не розширюються об'ємно, як гази; з цієї причини вони підтримують практично постійну щільність. Вони також мають здатність змочувати або зволожувати поверхні, до яких вони торкаються, завдяки поверхневому натягу.

Рідини регулюються властивістю, відомою як в'язкість, яка вимірює опір її деформації шляхом різання або переміщення.

Згідно з його поведінкою щодо в'язкості та деформації, рідини можна класифікувати як ньютонівські та неньютонівські рідини, хоча ця стаття не буде детально обговорюватися..

Важливо відзначити, що в цьому агрегатному стані при нормальних умовах є лише два елементи: бром і ртуть, цезій, галій, францій і рубідій також можуть легко досягати рідкого стану за відповідних умов..

Вони можуть переходити в твердий стан шляхом процесу затвердіння, а також перетворюватися в гази кип'ятінням.

Види рідин

За своєю структурою рідини поділяються на п'ять типів:

Розчинники

Представляючи всі ті загальні та незвичайні рідини, що містять тільки один тип молекул у своїй структурі, розчинниками є ті речовини, які використовуються для розчинення твердих речовин та інших рідин всередині них, для утворення нових типів рідини.

Рішення

Чи є такі рідини у вигляді однорідної суміші, які були утворені об'єднанням розчиненої речовини і розчинника, причому розчинена речовина може бути твердою або іншою рідиною.

Емульсії

Вони представлені у вигляді тих рідин, які були утворені сумішшю двох типово незмішуваних рідин. Вони спостерігаються як рідина, суспендована всередині іншого у вигляді глобул, і може бути знайдена в W / O (вода в маслі) або O / W (нафта у воді), залежно від їх структури.

Суспензії

Суспензіями є ті рідини, в яких є тверді частинки, суспендовані в розчиннику. Вони можуть утворюватися в природі, але частіше спостерігаються в області фармацевтики.

Аерозолі

Вони утворюються, коли газ пропускається через рідину, а перший диспергується у другому. Ці речовини мають рідкий характер з газоподібними молекулами і можуть бути розділені з підвищенням температури.

Газ

Вона розглядається як газ до стану стискається речовини, в якому молекули значно розділені і дисперговані, і де вони розширюються, щоб зайняти обсяг контейнера, де вони містяться.

Крім того, існує кілька елементів, які знаходяться в газоподібному стані природно і можуть зв'язуватися з іншими речовинами для утворення газових сумішей.

Гази можуть бути перетворені безпосередньо в рідини шляхом процесу конденсації, а в тверді тіла за допомогою незвичайного процесу осадження. Крім того, їх можна нагрівати до дуже високих температур або пропускати через сильне електромагнітне поле для їх іонізації, перетворюючи їх у плазму.

З огляду на його складну природу і нестабільність в залежності від умов навколишнього середовища, властивості газів можуть змінюватися в залежності від тиску і температури, в якій вони перебувають, тому іноді працюють з газами, вважаючи, що вони є "ідеальними"..

Види газів

Існують три типи газів відповідно до їх структури та походження, які описані нижче:

Природні елементали

Вони визначаються як всі ті елементи, які знаходяться в газоподібному стані в природі і в нормальних умовах, спостерігаються як на планеті Земля, так і на інших планетах.

У цьому випадку в якості прикладу можна назвати кисень, водень, азот і благородні гази, а також хлор і фтор..

Природні сполуки

Це гази, що утворюються в природі за допомогою біологічних процесів і складаються з двох або більше елементів. Їх зазвичай утворюють водень, кисень і азот, хоча в дуже рідких випадках вони також можуть утворюватися з благородними газами.

Штучні

Чи є ці гази, створені людиною з природних сполук, розроблені для задоволення потреб, які це має. Деякі штучні гази, такі як хлорфторуглероди, анестезіологічні агенти та стерилізатори, можуть бути більш токсичними або забруднюючими речовинами, ніж вважалося раніше, тому існують правила, що обмежують їх масове використання.

Плазма

Такий стан агрегації речовини вперше описаний у 1920-х роках і характеризується його неіснуванням на поверхні Землі.

Вона з'являється тільки тоді, коли нейтральний газ піддається сильному електромагнітному полю, утворюючи вид іонізованого газу, який є високопровідним для електроенергії, і який також досить відрізняється від інших існуючих станів агрегації, щоб отримати власну класифікацію як стан.

Матерія в цьому стані може бути деіонізованою, щоб бути знову газом, але це складний процес, який вимагає екстремальних умов.

Передбачається, що плазма являє собою найпоширеніший стан речовини у Всесвіті; ці аргументи ґрунтуються на існуванні так званої "темної матерії", запропонованої квантовими фізиками для пояснення гравітаційних явищ у просторі.

Види плазми

Існують три види плазми, які класифікуються тільки за їх походженням; це відбувається навіть у межах однієї класифікації, оскільки плазми дуже різняться між собою і знання одного недостатньо для знання всіх.

Штучні

Це плазма, зроблена людиною, як і ті, що знаходяться всередині екранів, люмінесцентних ламп і неонових вивісок, а також в ракетних гвинтах.

Земна

Це плазма, яка формується в тій чи іншій формі Землею, даючи зрозуміти, що вона відбувається в основному в атмосфері або в інших подібних середовищах і що вона не відбувається на поверхні. Включає блискавку, полярний вітер, іоносферу та магнітосферу.

Простір

Саме плазма, що спостерігається в просторі, формує структури різних розмірів, що варіюються від декількох метрів до величезних розширень світлових років.

Ця плазма спостерігається в зірках (включаючи наше Сонце), в сонячному вітрі, міжзоряному і міжгалактичному середовищі, крім міжзоряних туманностей.

Конденсат Бозе-Ейнштейна

Конденсат Бозе-Ейнштейна є відносно недавньою концепцією. Вона має своє походження в 1924 році, коли фізики Альберт Ейнштейн і Сатьендра Нат Бозе прогнозували його існування загальним способом.

Цей стан речовини описується як розбавлений газ бозонів - елементарних або складних частинок, які пов'язані з перенесенням енергії - які охолоджуються до температур, близьких до абсолютного нуля (-273,15 К)..

За цих умов компонентні бозони конденсату переходять у їх мінімальний квантовий стан, змушуючи їх проявляти властивості унікальних і особливих мікроскопічних явищ, які відокремлюють їх від нормальних газів..

Молекули конденсату В-Е показують характеристики надпровідності; тобто відсутність електричного опору. Вони також можуть показувати характеристики надтекучості, що робить речовину нульовою в'язкістю, тому вона може текти без будь-якої втрати кінетичної енергії шляхом тертя.

Внаслідок нестабільності та короткого існування речовини в цьому стані можливі застосування цих типів сполук досі вивчаються..

Ось чому, крім того, що використовується в дослідженнях, які намагалися уповільнити швидкість світла, багато додатків для цього типу речовини не були досягнуті. Однак є вказівки, що вона може допомогти людству у великій кількості майбутніх функцій.

Список літератури

  1. BBC (s.f.). Стани Матерії. Отримано з bbc.com
  2. Learning, L. (s.f.). Класифікація матерії. Отримано з courses.lumenlearning.com
  3. LiveScience (s.f.). Стани Матерії. Отримано з livescience.com
  4. University, P. (s.f.). Стани Матерії. Отримано з chem.purdue.edu
  5. Вікіпедія. (s.f.). Стан Матерії. Отримано з en.wikipedia.org