Știți care este problema și care sunt stările ei diferite?

Probabil ați studiat - sau încă studiați - acest subiect la orele de fizică și chimie. Dar cum să întărești toate conceptele și informațiile din stările materiei, astfel încât să nu uiți niciodată?

Pentru început, materia nu este altceva decât „materialul” universului - atomii, moleculele și ionii care alcătuiesc toate substanțele fizice.

Astfel, materia este tot ceea ce are masă și ocupă spațiul, în timp ce starea ei fizică este legată de viteza de mișcare a particulelor sale, amintind că unele dintre aceste stări pot fi schimbate prin temperatură sau presiune.

putere

Pentru a înțelege stările de materie, este de asemenea necesar să știm puțin mai multe despre energii. Energia este capacitatea de a provoca schimbări și nu poate fi creată sau distrusă; ea poate fi păstrată și transformată doar de la o formă la alta. De exemplu, „energia potențială” este cea stocată în obiect din cauza poziției sale.

Deja „energia cinetică” este cea care este în mișcare și care provoacă schimbări. Orice obiect sau particulă care se află în mișcare are energie cinetică bazată pe masa și viteza sa și poate fi transformată în alte forme de energie, cum ar fi electrică sau termică.

Cinci faze

Există cinci faze cunoscute ale stărilor de materie, cele mai studiate trei fiind: solid, lichid și gazos. Însă există încă starea de plasmă și condensat Bose-Einstein, care sunt faze studiate la niveluri mai avansate de fizică.

solid

În stare solidă, particulele sunt ferm concentrate, astfel încât acestea nu sunt capabile să se miște mult în timp ce se află într-o agitație scăzută. Adică, energia dvs. cinetică este de asemenea scăzută. Electronii fiecărui atom sunt în mișcare, creând o vibrație mică, dar menținând atomii fixați în poziție.

Astfel, solidele au o formă certă. Nu se potrivesc cu forma recipientului în care sunt așezați. De exemplu, dacă o bară de aur este plasată pe o farfurie, aceasta nu se răspândește în forma sa.

Solidele au, de asemenea, un volum definit. Particulele unui solid sunt deja atât de concentrate încât creșterea presiunii împreună nu este în măsură să comprime solidul la un volum mai mic.

net

În faza lichidă, particulele unei substanțe au mai multă energie cinetică decât cele sub formă de solid. Particulele lichide sunt mai dispersate, dar sunt încă foarte aproape unele de altele. La fel ca și solidele, lichidele au un volum definit și nu pot fi comprimate, dar forma lor poate varia.

Particulele unei substanțe lichide au suficient spațiu suficient pentru a curge în jurul lor, astfel încât forma lor să fie variabilă. Un lichid își schimbă forma în funcție de recipientul său. Forța este distribuită uniform în întregul lichid, astfel încât atunci când un obiect este plasat într-un lichid, particulele sunt deplasate de acesta.

gazos

Particulele de gaz au o cantitate mare de spațiu între ele și au o energie cinetică ridicată. Dacă nu sunt limitate, particulele unui gaz se răspândesc la nesfârșit. Deja limitat, gazul se va extinde pentru a umple recipientul.

Când un gaz este pus sub presiune prin reducerea volumului vasului, spațiul dintre particule este redus și crește presiunea exercitată de coliziunile lor. Dacă volumul recipientului este menținut constant, dar temperatura gazului crește, presiunea va crește și ea.

Particulele de gaz au suficientă energie cinetică pentru a depăși forțele intermoleculare care mențin solidele și lichidele împreună. Prin urmare, un gaz nu are un volum sau o formă definită.

plasmă

Plasma nu este o stare comună a materiei aici pe Pământ, dar poate fi cea mai comună stare a materiei din univers. Plasma este compusă din particule puternic încărcate cu multă energie cinetică.

Gazele nobile (heliu, neon, argon, kripton, xenon și radon) sunt adesea utilizate pentru a face semnale luminoase, folosind electricitate pentru a le ioniza la starea plasmei. Stelele sunt în esență bile de plasmă supraîncălzite.

Bose-Einstein condensat

În 1995, oamenii de știință tehnologici au creat o nouă stare a materiei, condensatul Bose-Einstein. Folosind o combinație de lasere și magneți, Eric Cornell și Carl Weiman au răcit o probă de rubidiu la câteva grade de la zero absolut. La această temperatură extrem de scăzută, mișcarea moleculară se apropie foarte mult de încetarea completă.

Prin aceasta, deoarece nu există aproape nici o energie cinetică transferată de la un atom la altul și încep să se acumuleze. În acest fel, nu mai există mii de atomi separați, doar un „superatom”. Condensatul este utilizat pentru a studia mecanica cuantică la nivel macroscopic.

Oamenii de știință au mai observat că lumina pare să se diminueze pe măsură ce trece printr-o stare condensată Bose-Einstein, permițând studiul paradoxului particulelor / undelor. Un material în această stare are, de asemenea, multe dintre proprietățile unui superfluid fără frecare și este, de asemenea, utilizat pentru a simula condițiile care pot fi aplicate pe găurile negre.