Состояния вещества

Мы объясняем, что такое агрегатные состояния материи и что они собой представляют. Твердое, жидкое, газообразное и плазменное состояния
В твердом состоянии частицы материи расположены близко друг к другу

Что такое состояния материи?

Состояния материи – это различные фазы или агрегатные состояния , в которых может находиться известная материя , будь то чистые вещества или смеси. Состояние агрегации вещества зависит от типа и прочности сил связи между его частицами атомами молекулами ионами и т.д.). Другими факторами, влияющими на состояние агрегации, являются температура и давление

Наиболее известны три состояния материи: твердое, жидкое и газообразное, хотя существуют и менее распространенные, такие как плазма и другие формы, которые не встречаются в естественном виде в нашей среде, например, фермионные конденсаты. Каждое из этих состояний обладает различными физическими характеристиками объем , текучесть, сопротивление , среди прочих

Изменения состояний вещества

Изменяя условия температуры давления , можно изменить агрегатное состояние вещества, но его химические свойства останутся прежними. Например, мы можем вскипятить воду , чтобы перевести ее из жидкого состояния в газообразное, но образующийся водяной пар все равно будет состоять из молекул воды

Процессы превращения фаз вещества обычно обратимы, и наиболее известные из них следующие:

• Испарение. Испарение – это процесс, при котором за счет подвода тепловой энергии (тепла) часть массы жидкости (не обязательно вся масса) превращается в газ.
• Кипение или испарение. Процесс, при котором за счет подвода тепловой энергии вся масса жидкости превращается в газ. Фазовый переход происходит, когда температура превышает точку кипения (температуру, при которой давление пара жидкости равно давлению, окружающему жидкость, в результате чего она становится паром) жидкости.
• Конденсация. Процесс, в ходе которого за счет отвода тепловой энергии газ превращается в жидкость. Этот процесс противоположен парообразованию.
• Сжижение . Сжижение – это процесс, в ходе которого при значительном повышении давления газ превращается в жидкость. В этом процессе газ также подвергается воздействию низких температур, но характерной особенностью является высокое давление, которому подвергается газ.
• Твердение. Процесс, в ходе которого при повышении давления жидкость превращается в твердое тело.
• Замораживание. Процесс, в ходе которого за счет отвода тепловой энергии жидкость превращается в твердое тело. Фазовый переход происходит, когда температура опускается ниже точки замерзания жидкости (температура, при которой жидкость застывает).
• Плавление. Процесс, в ходе которого за счет подвода тепловой энергии (тепла) твердое вещество может быть превращено в жидкость.
• Сублимация. Процесс, при котором твердое вещество под действием тепла превращается в газ без предварительного перехода в жидкое состояние.
• Осаждение или обратная сублимация. Процесс, в ходе которого за счет отвода тепла газ превращается в твердое тело без предварительного перехода в жидкое состояние.

Твердое состояние

Твердые вещества обладают низкой или нулевой текучестью и не поддаются сжатию.

Материя в твердом состоянии имеет свои частицы близко друг к другу , удерживаемые вместе силами притяжения огромной величины. Благодаря этому твердые частицы имеют определенную форму, высокую когезию, высокую плотность и высокую устойчивость к расщеплению

В то же время твердые частицы имеют низкую или нулевую текучесть , не поддаются сжатию, а при разрушении или фрагментации получаются более мелкие твердые частицы

Существует два типа твердых тел в зависимости от их формы:

• Кристаллический. Их частицы расположены в ячейках геометрической формы, поэтому они, как правило, имеют правильную форму.
• Их частицы не собираются в упорядоченную структуру, поэтому их форма может быть неправильной и разнообразной.

Примерами твердых тел являются: минералы, металлы , камень, кости , дерево

Жидкое состояние

Частицы жидкостей все еще связаны между собой силами притяжения, но они гораздо слабее и менее упорядочены, чем в случае твердых тел. Поэтому жидкости не имеют фиксированной, стабильной формы, не обладают высокой когезией и прочностью. На самом деле, жидкости принимают форму емкости, в которой они находятся, обладают высокой текучестью (их можно протиснуть через небольшие пространства) и поверхностным натяжением, благодаря которому они прилипают к предметам

Жидкости плохо сжимаются и, за исключением воды, имеют тенденцию сжиматься в присутствии холода

Примерами жидкостей являются: вода, ртуть (хотя это металл), кровь

Газообразное состояние

Газы часто бывают бесцветными и/или без запаха.

В случае газов частицы находятся в таком состоянии дисперсности и удаленности, что едва могут держаться вместе. Сила притяжения между ними настолько слаба, что они находятся в неупорядоченном состоянии, очень слабо реагируют на гравитацию и занимают гораздо больший объем, чем жидкости и твердые тела, так что газ будет стремиться расшириться и занять все пространство в котором он находится

Газы не имеют фиксированной формы или фиксированного объема и часто бывают бесцветными и/или без запаха. По сравнению с другими агрегатными состояниями материи, они химически нереактивны

Примерами газов являются воздух углекислый газ , азот, гелий

Продолжение следует: газообразное состояние

Состояние плазмы

Плазма является отличным передатчиком электричества и магнетизма.

Особое состояние агрегации материи называется плазмой, которую можно понимать как ионизированный газ , т.е. состоящий из атомов, у которых удалены или добавлены электроны и которые, таким образом, имеют фиксированный электрический заряд (анионы (-) и катионы (+). Это делает плазму отличным передатчиком электричества

С другой стороны, частицы плазмы очень сильно взаимодействуют с электромагнитными полями. Поскольку плазма обладает собственными характеристиками (которые не соответствуют ни твердым телам, ни газам, ни жидкостям), о ней говорят как о четвертом состоянии материи

Существует два типа плазмы:

• холодная плазма. Это плазма, в которой температура электронов выше, чем температура более тяжелых частиц, таких как ионы
• Горячая плазма. Это плазма, ионизированные атомы которой сильно нагреваются, потому что они постоянно сталкиваются, и это порождает свет и тепло.

Примерами плазмы являются: Солнце , электронные дисплеи или внутренняя поверхность флуоресцентных трубок