Κατάσταση της ύλης εναντίον φάσης της ύλης
Στη φυσική, κάτι που έχει μάζα ηρεμίας μπορεί να θεωρηθεί ως θέμα. είναι μια ουσία στο σύμπαν. Μπορεί να είναι είτε τα μικρότερα σωματίδια με μάζα είτε τα μεγαλύτερα αστέρια στο σύμπαν. Η ύλη για την οποία μας απασχολεί αποτελείται μόνο από το 4,6% του σύμπαντος και η υπόλοιπη μάζα βρίσκεται σε μη ανιχνεύσιμες ακόμη μορφές.
Όπως η ενέργεια, η ύλη μπορεί επίσης να υπάρχει σε πολλές μορφές. Αυτές οι μορφές είναι γνωστές ως καταστάσεις ύλης. Μέσα σε μια κατάσταση ύλης, τα άτομα και τα μόρια μπορούν να λάβουν διαφορετικές διαμορφώσεις. Αυτές είναι γνωστές ως φάσεις.
Τι είναι η Φάση της Ύλης;
Το ομογενές τμήμα ενός ετερογενούς συστήματος που χωρίζεται από ένα διακριτό όριο είναι γνωστό ως φάση. Γενικά αναφέρεται σε έναν όγκο στο διάστημα, όπου όλες οι ιδιότητες της ύλης είναι ομοιόμορφες και οι φυσικές ιδιότητες είναι διακριτές.
Για παράδειγμα, σκεφτείτε το εσωτερικό ενός βραστήρα όταν το νερό βράζει. Το νερό (το υγρό) καταλαμβάνει την κάτω περιοχή του βραστήρα και χωρίζεται από τα τοιχώματα του βραστήρα και την άνω επιφάνεια του νερού. Και σε όλη αυτή την περιοχή οι χημικές και φυσικές ιδιότητες είναι ομοιόμορφες. Ακριβώς πάνω από την επιφάνεια του νερού, η περιοχή γεμίζει με μείγμα ατμού και αέρα. Και σε αυτήν την περιοχή, τα τοιχώματα του βραστήρα και η επιφάνεια του νερού δημιουργούν ένα διακριτό όριο και οι ιδιότητες σε όλη την περιοχή μπορούν να θεωρηθούν ομοιόμορφες. Σε αυτή την περίπτωση, το βραστό νερό είναι μία φάση και το μείγμα ατμού αέρα είναι μία φάση. Έτσι αυτό το σύστημα μπορεί να θεωρηθεί ως σύστημα δύο φάσεων. Σκεφτείτε νερό και βενζίνη χυμένα σε ένα διαφανές μπουκάλι. Αυτό είναι επίσης ένα σύστημα δύο φάσεων, όπου τα δύο υγρά διαχωρίζονται σαφώς με ένα περιθώριο.
Η διερεύνηση των φάσεων της ύλης είναι σημαντική για τον προσδιορισμό των φυσικών ιδιοτήτων μιας ουσίας μετά από μετασχηματισμούς. Κατά τη διάρκεια των διεργασιών, μπορούν να συμβούν μεταβάσεις φάσης και οι μεταβάσεις μπορούν να αναπαρασταθούν με ένα διάγραμμα φάσης. Το διάγραμμα φάσεων είναι ένα διάγραμμα που δείχνει πώς μπορούν να συμβούν διακριτές φάσεις σε διαφορετικές συνθήκες ισορροπίας. Όταν η σύνθεση ενός πολυφασικού συστήματος παραμένει αμετάβλητη, λέγεται ότι βρίσκεται σε ισορροπία φάσης.
Τι είναι η κατάσταση της ύλης;
Οι διακριτές μορφές που μπορεί να πάρει η ύλη σε διαφορετικές φάσεις θεωρούνται ως κατάσταση της ύλης. Τρεις κλασικές καταστάσεις της ύλης είναι στερεά, υγρή και αέρια.
Στα στερεά και τα υγρά, οι διαμοριακές δυνάμεις είναι ισχυρές και θεωρούνται συμπυκνωμένες καταστάσεις. Τα στερεά έχουν τις ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις. Επομένως, η δομή συγκρατείται στενά από αυτές τις δυνάμεις. Επομένως, το σχήμα ενός στερεού είναι αμετάβλητο.
Στα υγρά, οι διαμοριακές δυνάμεις είναι σχετικά αδύναμες. ως εκ τούτου, συγκρατούνται μετρίως μαζί. Και τα μόρια μπορούν να γλιστρήσουν μεταξύ τους, αλλά οι δυνάμεις είναι αρκετά ισχυρές για να μην τα αφήσουν να ξεφύγουν. Στα αέρια, οι διαμοριακές δυνάμεις είναι αδύναμες σε ένα επίπεδο που συγκρατούνται πολύ ελαφρά μεταξύ τους. Και μπορούν να γλιστρήσουν το ένα δίπλα στο άλλο και να καταλάβουν πλήρως τον όγκο που έχουν τοποθετηθεί.
Η ύλη αλλάζει κατάσταση ανάλογα με το εσωτερικό της ενεργειακό επίπεδο και τη θερμοκρασία, που είναι δείκτης της εσωτερικής ενέργειας. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οι δονήσεις στα μόρια είναι ισχυρές που ανταγωνίζονται τις διαμοριακές δυνάμεις για να απελευθερωθούν από τους δεσμούς. Στα στερεά, η εσωτερική ενέργεια είναι χαμηλότερη και όταν η εσωτερική ενέργεια αυξάνεται σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, οι δεσμοί χαλαρώνουν και ο στερεός πάγος θα γίνει υγρός. Με μια περαιτέρω αύξηση της εσωτερικής ενέργειας / θερμοκρασίας, το υγρό θα μετατραπεί σε αέριο.
Το πλάσμα θεωρείται επίσης ως μια φυσική κατάσταση της ύλης, όπου τα ηλεκτρόνια του αερίου απογυμνώνονται και τόσο το ηλεκτρόνιο όσο και οι πυρήνες βρίσκονται σε πολύ υψηλά ενεργειακά επίπεδα. Το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο σύμπαν έχει αυτή τη μορφή. στα απέραντα σύννεφα ανάμεσα στα αστέρια, που ονομάζονται διαστρικά σύννεφα, και στα αστέρια, όπου η θερμότητα που παράγεται τα μετατρέπει σε πλάσμα.
Το γυαλί και οι υγροί κρύσταλλοι θεωρούνται επίσης ως ξεχωριστές καταστάσεις στη φυσική. Και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, η ύλη σχηματίζει διαφορετικές καταστάσεις ως υπερρευστά και συμπυκνώματα Bose-Einstein. Σε ακραίες περιπτώσεις, οι μαύρες τρύπες θεωρούνται επίσης ως μια άλλη κατάσταση της ύλης, της οποίας δεν γνωρίζουμε τις ακριβείς φυσικές ιδιότητες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της Κατάστασης της Ύλης και της Φάσης της Ύλης;
• Μια φάση είναι μια περιοχή με ομοιόμορφες χημικές και φυσικές ιδιότητες και χωρίζεται με διακριτά όρια.
• Οι καταστάσεις της ύλης είναι οι μορφές στις οποίες μπορεί να υπάρχουν διαφορετικές φάσεις. Το στερεό, το υγρό και το αέριο είναι οι πιο κοινές καταστάσεις της ύλης στη γη.
• Σε μια κατάσταση της ύλης, μπορούν να υπάρχουν πολλές μορφές φάσεων. Για παράδειγμα, σκεφτείτε το μπουκάλι με βενζίνη και νερό. Και τα δύο βρίσκονται σε υγρή κατάσταση, αλλά σε διαφορετικές φάσεις. Η ίδια ιδέα μπορεί να εφαρμοστεί στα στερεά, αν και τα αέρια τείνουν να παραβιάζουν αυτό, αλλά όχι ρητά.
