5 států hmotné agregace



stavy agregace hmoty jsou spojeny se skutečností, že může existovat v různých státech, v závislosti na hustotě, kterou vykazují molekuly, které ji tvoří. Věda fyziky je ta, která je zodpovědná za studium přírody a vlastností hmoty a energie ve vesmíru.

Pojem hmota je definován jako vše, co tvoří vesmír (atomy, molekuly a ionty), které tvoří všechny existující fyzikální struktury. Tradiční vědecké výzkumy poskytly dokončené stavy agregace hmoty jako ty, které jsou zastoupeny ve třech známých: pevné, kapalné nebo plynné.

Nicméně, tam jsou dvě více fáze, které byly určovány více nedávno, dovolit klasifikovat je jako takový a přidat je do tří původních stavů (takzvaná plazma, a Bose-Einstein kondenzát) \ t.

Ty představují vzácnější formy hmoty než tradiční, ale za správných podmínek vykazují vnitřní a dostatečně jedinečné vlastnosti, které mají být klasifikovány jako agregační stavy..

Index

  • 1 Stavy agregace hmoty
    • 1.1
    • 1.2 Kapalina
    • 1.3 Plyn
    • 1.4 Plazma
    • 1.5 Kondenzát Bose-Einstein
  • 2 Odkazy

Stavy agregace látek

Pevné

Když hovoříme o hmotě v pevném stavu, může být definována jako hmota, ve které jsou molekuly, které ji tvoří, sjednoceny v kompaktní formě, což umožňuje velmi malý prostor mezi nimi a poskytuje struktuře téže struktury tuhý charakter..

Tímto způsobem materiály v tomto stavu agregace netékají volně (jako kapaliny) nebo expandují volumetricky (jako plyny) a pro účely různých aplikací jsou považovány za nestlačitelné látky..

Kromě toho mohou mít krystalické struktury, které jsou uspořádány řádně a řádně nebo nepravidelně a nepravidelně, stejně jako amorfní struktury..

V tomto smyslu nejsou pevné látky ve své struktuře nutně homogenní, protože jsou schopny najít ty, které jsou chemicky heterogenní. Mají schopnost jít přímo do kapalného stavu při fúzním procesu, stejně jako přecházet do plynného prostředí sublimací.

Typy pevných látek

Pevné materiály jsou rozděleny do řady klasifikací:

Kovy: jedná se o pevné a husté pevné látky, které jsou navíc obvykle vynikajícími vodiči elektřiny (jejich volnými elektrony) a teplem (jejich tepelnou vodivostí). Oni tvoří velkou část periodické tabulky elementů, a moci být spojen s jiným kovem nebo non-kov vytvořit slitiny. Podle daného kovu mohou být nalezeny přirozeně nebo uměle.

Minerály

Jsou tyto pevné látky přirozeně tvořeny geologickými procesy, ke kterým dochází při vysokém tlaku.

Minerály jsou katalogizovány tak, že jejich krystalická struktura s jednotnými vlastnostmi se liší podle typu materiálu, o kterém mluví, a jejich původu. Tento typ pevné látky se velmi často vyskytuje na celé planetě Zemi.

Keramika

Jsou to pevné látky, které jsou vytvořeny z anorganických a nekovových látek, typicky aplikací tepla, a které mají krystalické nebo semikrystalické struktury..

Zvláštností tohoto typu materiálu je, že může rozptýlit vysoké teploty, rázy a pevnost, což z něj činí vynikající součást pro pokročilé letecké, elektronické a dokonce i vojenské technologie..

Organické pevné látky

Jsou to tuhé látky, které jsou složeny převážně z prvků uhlíku a vodíku, které jsou schopny vlastnit molekuly dusíku, kyslíku, fosforu, síry nebo halogenů ve své struktuře..

Tyto látky se značně liší a pozorují materiály od přírodních a umělých polymerů až po parafinový vosk pocházející z uhlovodíků.

Kompozitní materiály

Jsou to relativně moderní materiály, které byly vyvinuty spojením dvou nebo více pevných látek, což vytváří novou látku s vlastnostmi každé z jejích složek, přičemž využívá těchto vlastností pro materiál vyšší než původní. Mezi ně patří například železobeton a kompozitní dřevo.

Polovodiče

Jsou pojmenovány podle jejich odporu a elektrické vodivosti, která je umístí mezi kovové vodiče a nekovové induktory. Často se používají v oblasti moderní elektroniky a akumulují sluneční energii.

Nanomateriály

Jsou to pevné mikroskopické rozměry, které generují, že představují vlastnosti odlišné od jejich verze větší velikosti. Uplatňují uplatnění ve specializovaných oblastech vědy a techniky, například v oblasti skladování energie.

Biomateriály

Jedná se o přírodní a biologické materiály s komplexními a jedinečnými vlastnostmi, které se liší od všech ostatních pevných látek díky jejich původu, které jsou dány miliony let vývoje. Skládají se z různých organických prvků a mohou být formovány a reformovány podle vlastních vlastností, které mají.

Kapalina

To je voláno kapalina k tomu záležitost, která je v téměř nestlačitelném stavu, který zabírá objem kontejneru ve kterém to je lokalizováno \ t.

Na rozdíl od pevných látek proudí kapaliny volně skrz povrch, kde se nacházejí, ale neexpandují objemově jako plyny; z tohoto důvodu si udržují prakticky konstantní hustotu. Mají také schopnost navlhčit nebo navlhčit povrchy, kterých se dotýkají v důsledku povrchového napětí.

Kapaliny jsou řízeny vlastnostmi známými jako viskozita, která měří odpor téhož vůči deformaci řezáním nebo pohybem.

Podle svého chování s ohledem na viskozitu a deformaci mohou být kapaliny klasifikovány do Newtonovských a nenewtonských kapalin, i když tento článek nebude podrobně diskutován..

Je důležité poznamenat, že existují pouze dva prvky, které jsou v tomto stavu agregace za normálních podmínek: brom a rtuť, cesium, gallium, francium a rubidium mohou také snadno dosáhnout kapalného stavu za přiměřených podmínek.

Mohou jít do tuhého stavu procesem tuhnutí, jakož i přeměnou na plyny varem.

Druhy kapalin

Podle struktury jsou kapaliny rozděleny do pěti typů:

Rozpouštědla

Představují všechny ty běžné a nesdílné kapaliny s pouze jedním typem molekul ve své struktuře, rozpouštědla jsou takové látky, které se používají k rozpouštění pevných látek a jiných kapalin v nich, za vzniku nových typů kapalin.

Řešení

Jsou tyto kapaliny ve formě homogenní směsi, které byly vytvořeny spojením rozpuštěné látky a rozpouštědla, solut může být pevná nebo jiná kapalina..

Emulze

Jsou reprezentovány jako kapaliny, které byly vytvořeny směsí dvou typicky nemísitelných kapalin. Oni jsou pozorováni jako kapalina zavěšená uvnitř jiného ve formě globulí, a moci být nalezený v W / O (voda v oleji) nebo O / W (olej ve vodě), se spoléhat na jejich strukturu \ t.

Suspenze

Suspenze jsou takové kapaliny, ve kterých jsou pevné částice suspendované v rozpouštědle. Mohou být vytvořeny v přírodě, ale jsou běžněji pozorovány v oblasti farmaceutických přípravků.

Aerosoly

Jsou tvořeny, když plyn prochází kapalinou a první je dispergován ve druhém. Tyto látky mají kapalné vlastnosti s plynnými molekulami a mohou být odděleny zvýšením teploty.

Plyn

Považuje se za plyn do stavu stlačitelného materiálu, ve kterém jsou molekuly značně odděleny a rozptýleny, a kde tyto molekuly expandují a zabírají objem nádoby, kde jsou obsaženy..

Existuje také několik prvků, které jsou přirozeně v plynném stavu a mohou se vázat na jiné látky za vzniku plynných směsí.

Plyny mohou být konvertovány přímo do kapalin procesem kondenzace a do pevných látek neobvyklým procesem nanášení. Navíc mohou být zahřívány na velmi vysoké teploty nebo procházet silným elektromagnetickým polem, aby je ionizovaly a přeměňovaly na plazmu..

Vzhledem ke své složité povaze a nestabilitě podle podmínek prostředí se vlastnosti plynů mohou lišit v závislosti na tlaku a teplotě, ve které jsou, takže někdy pracují s plyny za předpokladu, že jsou "ideální"..

Druhy plynů

Existují tři typy plynů podle jejich struktury a původu, které jsou popsány níže:

Přírodní elementály

Jsou definovány jako všechny prvky, které jsou v přírodě a za normálních podmínek v plynném stavu, pozorovány na planetě Zemi i na jiných planetách..

Jako příklad lze uvést kyslík, vodík, dusík a vzácné plyny, jakož i chlor a fluor..

Přírodní sloučeniny

Jsou to plyny, které jsou v přírodě tvořeny biologickými procesy a jsou tvořeny dvěma nebo více prvky. Obvykle jsou tvořeny vodíkem, kyslíkem a dusíkem, i když ve velmi vzácných případech mohou být také tvořeny vzácnými plyny.

Umělé

Jsou to plyny vytvořené člověkem z přírodních sloučenin, vyvinutých tak, aby vyhovovaly potřebám, které má. Některé umělé plyny, jako jsou chlorfluoruhlovodíky, anestetika a sterilizátory, mohou být toxičtější nebo znečišťující, než se původně předpokládalo, takže existují předpisy omezující jejich masivní použití..

Plazma

Tento stav agregace hmoty byl poprvé popsán ve dvacátých letech a je charakterizován jeho neexistencí na zemském povrchu.

To se objeví jen když neutrální plyn je vystaven silnému elektromagnetickému poli, tvořit druh ionized plyn, který je vysoce vodivý pro elektřinu, a to je také dostatečně odlišné od jiných existujících agregačních stavů si zaslouží si jeho vlastní klasifikaci jako stav \ t.

Hmota v tomto stavu může být opět deionizována jako plyn, ale jedná se o komplexní proces, který vyžaduje extrémní podmínky.

Předpokládá se, že plazma představuje nejhojnější stav hmoty ve vesmíru; tyto argumenty jsou založeny na existenci tzv. „temné hmoty“, kterou navrhli kvantoví fyzici, aby vysvětlili gravitační jevy ve vesmíru.

Typy plazmy

Existují tři typy plazmy, které jsou klasifikovány pouze podle původu; toto se děje i v rámci stejné klasifikace, protože plazma je mezi nimi velmi odlišná a znalost toho, že člověk není dost na to, aby věděl všechno.

Umělé

Je to ta plazma vytvořená člověkem, stejně jako ta, která se nachází uvnitř obrazovek, zářivek a neonových značek, a v raketových vrtulích..

Pozemské

Je to plazma, která je tvořena v nějaké formě nebo jiné Zemi, což dává jasně najevo, že se vyskytuje hlavně v atmosféře nebo jiných podobných prostředích a že se na povrchu nevyskytuje. Zahrnuje blesk, polární vítr, ionosféru a magnetosféru.

Prostor

To je ta plazma, která je pozorována v prostoru, tvořit struktury různých velikostí, měnit se od nemnoho metrů k obrovským prodloužením světelných let.

Tato plazma je pozorována ve hvězdách (včetně Slunce), ve slunečním větru, mezihvězdném a mezigalaktickém médiu, kromě mezihvězdných mlhovin.

Kondenzát Bose-Einstein

Bose-Einsteinův kondenzát je relativně nedávný koncept. Má svůj původ v roce 1924, kdy fyzici Albert Einstein a Satyendra Nath Bose předpověděli jeho existenci obecně..

Tento stav hmoty je popsán jako zředěný plyn bosonů - elementární nebo složené částice, které jsou spojeny s nositeli energie - které byly ochlazeny na teploty velmi blízké absolutní nule (-273,15 K).

Za těchto podmínek přecházejí složky bosonů kondenzátu do minimálního kvantového stavu, což způsobuje, že vykazují vlastnosti jedinečných a konkrétních mikroskopických jevů, které je oddělují od normálních plynů..

Molekuly kondenzátu B-E vykazují vlastnosti supravodivosti; to je, tam je nepřítomnost elektrického odporu. Mohou také vykazovat vlastnosti superfluidity, což činí látku nulou viskozitou, takže může proudit bez ztráty kinetické energie třením..

Vzhledem k nestabilitě a krátké existenci hmoty v tomto stavu se stále zkoumají možná použití těchto typů sloučenin..

To je důvod, proč kromě použití ve studiích, které se pokoušely zpomalit rychlost světla, nebylo mnoho aplikací pro tento typ látek dosaženo. Existují však náznaky, že to může lidstvu pomoci ve velkém množství budoucích funkcí.

Odkazy

  1. BBC (s.f.). Států. Získáno z bbc.com
  2. Učení, L. (s.f.). Klasifikace hmoty. Získáno z kurzů.lumenlearning.com
  3. LiveScience (s.f.). Států. Získané ze lifecience.com
  4. Univerzita, P. (s.f.). Států. Zdroj: chem.purdue.edu
  5. Wikipedia. (s.f.). Stav věci. Zdroj: en.wikipedia.org