Kas yra materijos būsenos:
Materijos būsenos yra įvairios formos, kuriomis materija atsiranda visatoje. Jie taip pat žinomi kaip medžiagos agregacijos būsenos, nes dalelės kiekvienoje būsenoje kaupiasi arba grupuojasi skirtingai.
Galima manyti, kad yra keturios pagrindinės materijos būsenos, atsižvelgiant į tas agregacijos formas, kurios vyksta natūraliomis sąlygomis. Pagrindinės materijos būsenos yra šios:
- Kietojo.
- Skysta būsena.
- Dujinė būsena.
- Plazmos būsena.
Išsamiai vaizduodami stebime, kaip dalelės yra grupuojamos kartu.
Tačiau materijos agregacijos būsenų tyrimai šiandien buvo pratęsti. Be tų, kurie atsiranda natūraliai, šiandien mes tiriame tuos, kurie vyksta ekstremaliomis sąlygomis, kuriuos sukelia laboratorija. Iš šios grupės mokslininkai patikrino trijų naujų valstybių egzistavimą: Bose-Einšteino kondensatas (BEC); kondensatas „Fermi“ ir superkietasis.
Medžiagos būsenų charakteristikos priklauso nuo traukos jėgos tarp dalelių ir jų judrumo. Temperatūra ir (arba) slėgis yra veiksniai, darantys įtaką šių dalelių grupavimui ir jų sąveikai.
Kai yra reikšmingų temperatūros ir (arba) slėgio kintamųjų pokyčių, pokyčiai įvyksta nuo vienos materijos būsenos kitoje. Šie pokyčiai yra kietėjimas, garinimas, lydymas, sublimacija, atvirkštinė sublimacija, jonizacija ir dejonizacija.
Žemiau pateikiame lyginamąją lentelę su pagrindiniais materijos būsenų skirtumais:
| Nuosavybė |
Būklė | Būklė skystas | Būklė dujinis | Būklė plazminis |
|---|---|---|---|---|
| Medžiagos rūšis | Fiksuotas dalykas | Skysčiai su klampa | Dujos | Karštos dujos (su elektros krūviu) |
| Pritraukimas tarp dalelių | aukštas | Tarpinis | Trumpas | Trumpas |
| Mobilumas dalelių | Trumpas | Tarpinis | aukštas | aukštas |
| Tomas | Su garsumu | Su garsumu | Jokio tūrio | Jokio tūrio |
| Figūra | Apibrėžta | Neterminuota | Neterminuota | Neterminuota |
| Pavyzdys | Akmenys | Vanduo | Vandens garai | Plazminis televizorius |
Kietojo
Kietoji būsena yra tokia, kurią mes suvokiame kaip fiksuotą materiją, kuri priešinasi formos ir tūrio pokyčiams. Kietosios būsenos medžiagoje dalelės labiau traukia viena kitą, o tai sumažina jų judėjimą ir sąveikos galimybes. Pavyzdžiui, uolienos, mediena, metaliniai indai, stiklas, ledas ir grafitas.
The kietojo kūno charakteristikos Jie yra:
- Traukos jėga tarp atskirų dalelių yra didesnė už energiją, sukeliančią atskyrimą.
- Dalelės užsifiksuoja savo padėtyje, ribodamos jų vibracijos energiją.
- Jis išlaiko savo formą ir tūrį.
Skysta būsena
Skystoji būsena atitinka skysčius, kurių tūris yra pastovus, tačiau prisitaiko prie jo indo formos. Pavyzdžiui: vanduo, šalti gėrimai, aliejus ir seilės.
The skystos būsenos charakteristikos Jie yra:
- Dalelės traukia viena kitą, tačiau atstumas yra didesnis nei kietosiose dalyse.
- Dalelės yra dinamiškesnės už kietąsias medžiagas, tačiau stabilesnės už dujas.
- Jis turi pastovų tūrį.
- Jo forma neapibrėžta. Taigi skystis įgauna savo indo formą.
Dujinė būsena
Dujinė būsena atitinka dujas. Techniškai tai apibrėžiama kaip dalelių, mažai traukiančių viena kitą, grupavimas, kurios susidūrusios plečiasi erdvėje. Pavyzdžiui: vandens garai, deguonis (O2) ir gamtinės dujos.
The dujinės būsenos ypatybės Jie yra:
- Koncentruoja mažiau dalelių nei kietosios medžiagos ir skysčiai.
- Dalelės mažai traukia viena kitą.
- Dalelės plečiasi, todėl yra dinamiškesnės nei kietosios medžiagos ir dujos.
- Jis neturi apibrėžtos formos ar tūrio.
Plazmos būsena
Plazminė būsena yra būsena, panaši į dujinę, tačiau joje yra elektrai įkrautų dalelių, ty jonizuotų. Todėl tai yra karštos dujos.
Materija plazmos būsenoje yra labai paplitusi kosminėje erdvėje ir iš tikrųjų sudaro 99% jos stebimos medžiagos. Tačiau plazmos būsena natūraliai atkuriama ir kai kuriuose antžeminiuose reiškiniuose. Jis taip pat gali būti dirbtinai gaminamas įvairiems tikslams.
Pavyzdžiui, saulėje, žvaigždėse ir ūkuose yra plazma. Jis taip pat yra poliariniuose auroruose, žaibuose ir vadinamojoje San Telmo ugnyje. Kai kurie jų dirbtinės gamybos pavyzdžiai yra plazminiai televizoriai, fluorescencinės lempos ir plazminės lempos.
The plazmos būsenos charakteristikos Jie yra:
- Jam trūksta apibrėžtos formos ir tūrio.
- Jo dalelės yra jonizuotos.
- Jam trūksta elektromagnetinės pusiausvyros.
- Tai geras elektros laidininkas.
- Veikiant magnetiniam laukui, jis formuoja gijas, sluoksnius ir spindulius.
Tai gali jus dominti:
- Kietojo
- Skysta būsena
- Dujinė būsena
- Plazmos būsena
Klausimo būsenų pokyčiai
Medžiagos būsenų pokyčiai yra procesai, leidžiantys materijos erdvinei struktūrai keistis iš vienos būsenos į kitą. Jie priklauso nuo aplinkos sąlygų, tokių kaip temperatūra ir (arba) slėgis, svyravimų.
Atsižvelgiant į pagrindines materijos būsenas, medžiagos būsenos pokyčiai yra: sukietėjimas, garinimas, susiliejimas, sublimacija, atvirkštinė sublimacija, jonizacija ir dejonizacija.
Tirpsta arba tirpsta. Tai yra perėjimas nuo kietosios būsenos į skystąją. Jis atsiranda, kai kieta medžiaga yra veikiama aukštesnės temperatūros nei įprastai, kol ji ištirpsta. Jis atsiranda dėl to, kad dėl kietos medžiagos aukštos temperatūros dalelės labiau atsiskiria ir lengviau juda.
Sukietėjimas. Kietėjimas yra perėjimas iš skystos būsenos į kietą būseną. Kai skysčio temperatūra nukrinta, dalelės pradeda artėti viena prie kitos ir judėjimas tarp jų sumažėja. Pasiekę užšalimo tašką, jie virsta kieta medžiaga.
Garinimas. Garavimas yra skystos būsenos perėjimas į dujinę būseną. Jis atsiranda protingai pakilus temperatūrai, o tai nutraukia dalelių sąveiką. Tai sukelia jų atskyrimą ir padidėjusį judėjimą, dėl kurio susidaro dujos.
Kondensatas. Kondensatas yra perėjimas iš dujinės būsenos į skystą. Temperatūrai krintant ir (arba) padidėjus slėgiui, dujų dalelės praranda tam tikrą judrumą ir priartėja viena prie kitos. Šis apytikslis paaiškina perėjimą iš dujų į skystį.
Sublimacija. Sublimacija yra perėjimas iš kietos būsenos į dujinę būseną neperėjus skystos būsenos. Tai pasitaiko, pavyzdžiui, naftalino sferose. Šios sferos, kurios naudojamos kandžių laikymui atokiau nuo spintelių, turi savybę bėgant laikui išnykti. Tai reiškia, kad jie pereina iš kietosios į dujinę būseną, neperėję skystos būsenos.
Atvirkštinis sublimavimas. Jis vadinamas atvirkštine sublimacija, regresyvia sublimacija, nusėdimu ar kristalizavimu, kad iš dujinės būsenos tiesiogiai taptų kieta.
Jonizacija Jonizacija - tai dujų perėjimas į plazmą, kuris įvyksta, kai dujų dalelės yra įkraunamos elektra, o tai įmanoma įkaitinus dujas.
Deionizacija Deionizacija susideda iš perėjimo iš plazmos būsenos į dujinę būseną. Todėl tai yra priešingas procesas jonizacijai.
Toliau pateikiame lentelę, kurioje apibendrinami materijos pokyčiai ir pateikiamas kiekvieno pavyzdys.
| Procesas | Būsenos keitimas | Pavyzdys |
|---|---|---|
| Susiliejimas | Nuo kieto iki skysto. | Tirpsta. |
|
Sukietėjimas | Skystas iki kieto. | Ledas. |
| Garinimas | Skystas - dujinis. | Vandens garai. |
| Kondensatas | Dujinis - skystas. | Lietus. |
| Sublimacija | Kietas arba dujinis. | Sausas ledas. |
| Atvirkštinis sublimavimas | Nuo dujinio iki kieto. | Sniegas. |
| Jonizacija | Dujinis į plazmą. | Neoniniai ženklai. |
| Deionizacija | Plazminis arba dujinis. | Dūmai, atsirandantys dėl užgesinti liepsną. |
Tai gali jus dominti:
- Medžiagos būsenos pokyčiai
- Garinimas
- Verdamas
Naujos materijos būsenos
Šiuo metu moksliniai tyrimai rado naujų medžiagų agregacijos būsenų dirbtinėmis procedūromis. Geriausiai žinomi pagal temperatūrą, tai yra Bose-Einšteino kondensatas, fermioninis kondensatas ir superkieta būsena.
Tačiau vis dar tiriamos kitos teorijos apie galimas materijos būsenas, pavyzdžiui, Rydbergo molekulė, Kvantinės salės būsena, fotoninė medžiaga ir lašelinė.
Bose-Einšteino kondensatas (BEC)
Būsena, žinoma kaip Bose-Einšteino kondensatas (BEC), atsiranda, kai tam tikroms dujoms taikoma temperatūra, artima absoliučiam nuliui (-273,15 ° C), pasiekiant tokį tankį ir užšalimo tašką, kad atomai negali judėti.
Tai materijos būsena, kuri buvo dirbtinai pasiekta 1995 m. Nuo tada ji taip pat žinoma kaip penktoji materijos būsena.
BEC pavyzdys yra medžiagos, turinčios superlaidumą, tai yra, jos gali perduoti elektrą, nedarydamos jokio pasipriešinimo ir neprarasdamos energijos.
The sutirštintos būsenos charakteristikos Bose-Einstein yra:
- Jo dalelės yra bozonai.
- Tai galima pastebėti tik subatominiame lygmenyje.
- Jis pateikia superlaidumą (nulinė elektrinė varža).
- Jo minimali energijos būsena yra žinoma kaip pagrindinė būsena.
Gilinkitės į: Bose-Einstein konsensuso būseną
Fermi grafas
Fermio kondensatas arba fermioninis kondensatas yra tas, kur medžiaga yra superkysta, tai yra, ji neturi jokio klampumo laipsnio. Fermioninės būsenos elgesys yra panašus į bangą, o ne į dalelę. Tai susiję su Bose-Einšteino valstybe.
The fermioninio kondensatoriaus charakteristikos Jie yra:
- Jo dalelės yra fermionai (o ne bozonai).
- Tai įvyksta esant temperatūrai, artimai absoliučiam nuliui.
- Jo stabilumas išlieka labai trumpą laiką.
Super kietas
Supersolidas yra būsena, kai materija yra išdėstyta erdvėje ir pasižymi super skysčio savybėmis. Tik 2017 m. Buvo rasta aiškių jos egzistavimo įrodymų. Jis vis dar tiriamas, kaip ir kitos hipotetinės būsenos.
Taip pat žiūrėkite:
- Materijos savybės
- Intensyvios ir plačios materijos savybės
