5 držav materialnega združevanja



The agregacije snovi povezane so z dejstvom, da lahko obstaja v različnih stanjih, odvisno od gostote, ki jo kažejo molekule, ki jo sestavljajo. Znanost fizike je tista, ki je odgovorna za preučevanje narave in lastnosti snovi in ​​energije v vesolju.

Koncept materije je definiran kot vse, kar sestavlja vesolje (atomi, molekule in ioni), ki tvori vse obstoječe fizične strukture. Tradicionalne znanstvene raziskave so dokončale agregacijo snovi kot tiste, ki so predstavljene v treh znanih: trdnih, tekočih ali plinastih..

Obstajajo pa še dve fazi, ki sta bili določeni v zadnjem času, kar omogoča, da ju razvrstimo kot take in dodamo v tri prvotna stanja (tako imenovana plazma in Bose-Einsteinov kondenzat)..

Te predstavljajo bolj redke oblike snovi kot tradicionalne, vendar pod ustreznimi pogoji dokazujejo bistvene in dovolj edinstvene lastnosti, ki jih je mogoče razvrstiti kot agregacijska stanja..

Indeks

  • 1 Države agregacije snovi
    • 1.1 Trdna snov
    • 1.2 Tekočina
    • 1.3 Plin
    • 1.4 Plazma
    • 1.5 Bose-Einsteinov kondenzat
  • 2 Reference

Združevanje snovi

Trdna

Ko govorimo o materiji v trdnem stanju, jo lahko definiramo kot tisto, v kateri so molekule, ki jo sestavljajo, združene v kompaktni obliki, ki omogoča, da je med njimi zelo malo prostora in strukturi istega značaja dajejo togost..

Na ta način materiali v tem agregatnem stanju ne tečejo prosto (kot tekočine) ali se raztezajo volumetrično (kot so plini) in se za namene različnih aplikacij štejejo za nestisljive snovi.

Poleg tega lahko imajo kristalne strukture, ki so urejene in urejene in neurejene in nepravilne, kot so amorfne strukture..

V tem smislu trdne snovi niso nujno homogene v svoji strukturi, saj lahko najdejo tiste, ki so kemično heterogene. Imajo sposobnost, da gredo neposredno v tekoče stanje v procesu fuzije, kot tudi, da se sublimirajo v plinasto..

Vrste trdnih snovi

Trdni materiali so razdeljeni v vrsto klasifikacij:

Kovine: to so tiste močne in gosto trdne snovi, ki so poleg tega običajno odlični prevodniki električne energije (s svojimi prostimi elektroni) in toploto (s svojo toplotno prevodnostjo). Sestavljajo velik del periodne tabele elementov in se lahko združijo z drugo kovino ali nekovino, da tvorijo zlitine. Glede na zadevno kovino jih je mogoče najti naravno ali umetno proizvedeno.

Minerali

So tiste trdne snovi, ki se naravno tvorijo skozi geološke procese, ki se pojavijo pri visokem tlaku.

Minerali so na tak način katalogizirani s svojo kristalno strukturo z enakomernimi lastnostmi in se zelo razlikujejo glede na vrsto materiala, iz katerega izhajajo. Ta vrsta trdne snovi je zelo pogosto najdena po vsem planetu Zemlji.

Keramika

To so trdne snovi, ki nastanejo iz anorganskih in nekovinskih snovi, običajno z uporabo toplote, in ki imajo kristalne ali polkristalne strukture..

Posebnost te vrste materiala je, da lahko razprši visoke temperature, udarce in trdnost, zaradi česar je odlična komponenta za napredne letalske, elektronske in celo vojaške tehnologije..

Organske trdne snovi

To so tiste trdne snovi, ki so sestavljene pretežno iz elementov ogljika in vodika, ki lahko v svoji strukturi tudi lastne molekule dušika, kisika, fosforja, žvepla ali halogenov..

Te snovi se zelo razlikujejo, pri čemer opazujejo materiale, od naravnih in umetnih polimerov do parafinskih voskov, ki izvirajo iz ogljikovodikov..

Kompozitni materiali

So tisti sorazmerno moderni materiali, ki so bili razviti z združitvijo dveh ali več trdnih delcev, kar ustvarja novo snov z značilnostmi vsake od njenih komponent, pri čemer izkorišča lastnosti teh za material, ki je boljši od izvirnika. Primeri za to so armirani beton in kompozitni les.

Polprevodniki

Imenovani so po svoji upornosti in električni prevodnosti, ki ju postavlja med kovinske vodnike in nekovinske induktorje. Pogosto se uporabljajo na področju sodobne elektronike in akumulirajo sončno energijo.

Nanomateriali

So trdne mikroskopske dimenzije, ki ustvarjajo, da predstavljajo lastnosti, ki so drugačne od njihove različice večje velikosti. Naše aplikacije iščejo na specializiranih področjih znanosti in tehnologije, na primer na področju shranjevanja energije.

Biomateriali

To so naravni in biološki materiali z zapletenimi in edinstvenimi značilnostmi, ki se razlikujejo od vseh drugih trdnih snovi zaradi njihovega izvora, ki so ga dobili skozi milijone let evolucije. Sestavljeni so iz različnih organskih elementov in se lahko oblikujejo in preoblikujejo glede na notranje lastnosti, ki jih imajo.

Tekočina

Imenuje se tekočina tisti snovi, ki je v skoraj nestisljivem stanju, ki zavzema prostornino vsebnika, v katerem se nahaja.

V nasprotju s trdnimi snovmi tekočine prosto tečejo skozi površino, kjer se nahajajo, vendar se ne razširjajo volumetrično, kot so plini; zato ohranjajo praktično konstantno gostoto. Prav tako imajo sposobnost, da mokre ali navlažijo površine, ki jih dotikajo, zaradi površinske napetosti.

Tekočine ureja lastnost, znana kot viskoznost, ki meri odpornost iste na deformacijo z rezanjem ali gibanjem..

Glede na svoje obnašanje glede na viskoznost in deformacijo lahko tekočine razvrstimo v newtonske in ne-newtonske tekočine, čeprav tega članka ne bomo podrobneje razpravljali..

Pomembno je omeniti, da sta v tem agregatnem stanju samo dva elementa v normalnih pogojih: brom in živo srebro, cezij, galij, francij in rubidij lahko tudi v ustreznih pogojih zlahka dosežejo tekoče stanje..

Lahko grejo v trdno stanje s postopkom strjevanja, prav tako pa se lahko vrejo pretvorijo v pline.

Vrste tekočin

Glede na svojo strukturo so tekočine razdeljene v pet tipov:

Topila

Predstavljajo vse tiste skupne in neobičajne tekočine s samo eno vrsto molekul v svoji strukturi, topila so tiste snovi, ki se uporabljajo za raztapljanje trdnih snovi in ​​drugih tekočin v njih, da tvorijo nove vrste tekočin..

Rešitve

Ali so lahko tekočine v obliki homogene mešanice, ki so nastale z združitvijo topljene snovi in ​​topila, je lahko trdna ali druga tekočina..

Emulzije

Predstavljene so kot tiste tekočine, ki so nastale z mešanico dveh tipično nemešljivih tekočin. Opažamo jih kot tekočino, ki je v obliki globul v notranjosti druge, in jo lahko najdemo v W / O (voda v olju) ali O / W (olje v vodi), odvisno od njihove strukture..

Začasne prekinitve

Suspenzije so tiste tekočine, v katerih so trdni delci suspendirani v topilu. Lahko se oblikujejo v naravi, vendar se pogosteje pojavljajo na področju farmacevtskih izdelkov.

Aerosoli

Nastanejo, ko plin prehaja skozi tekočino in se prvi razprši v drugem. Te snovi so tekočega značaja s plinastimi molekulami in se lahko ločijo s povišanjem temperature.

Plin

Šteje se kot plin za to stanje stisljive snovi, v kateri so molekule znatno ločene in razpršene, in kjer se te razširijo, da zavzamejo prostornino posode, kjer se vsebujejo..

Prav tako obstaja več elementov, ki so naravno v plinastem stanju in se lahko vežejo na druge snovi, da tvorijo plinske zmesi.

Plini se lahko pretvorijo neposredno v tekočine s procesom kondenzacije in v trdne snovi z nenavadnim procesom odlaganja. Poleg tega se lahko segrejejo do zelo visokih temperatur ali preidejo skozi močno elektromagnetno polje, da jih ionizirajo in pretvorijo v plazmo..

Zaradi zapletene narave in nestabilnosti glede na okoljske razmere se lahko lastnosti plinov spreminjajo glede na tlak in temperaturo, v kateri so, zato včasih delamo s plini, če predpostavljamo, da so "idealni"..

Vrste plinov

Obstajajo tri vrste plinov glede na njihovo strukturo in izvor, ki so opisane spodaj:

Naravni elementali

Opredeljeni so kot vsi tisti elementi, ki so v naravi in ​​v normalnih pogojih v plinastem stanju, opazovani na planetu Zemlji in drugih planetih..

V tem primeru lahko kot primer navedemo kisik, vodik, dušik in žlahtne pline, pa tudi klor in fluor..

Naravne spojine

Gre za pline, ki se v naravi oblikujejo z biološkimi procesi in so izdelani iz dveh ali več elementov. Običajno jih tvorijo vodik, kisik in dušik, čeprav v zelo redkih primerih lahko nastanejo tudi s plemenitimi plini.

Umetno

So tisti plini, ki jih je človek ustvaril iz naravnih spojin, razvitih za zadovoljevanje potreb tega. Nekateri umetni plini, kot so klorofluoroogljikovodiki, anestezijska sredstva in sterilizatorji, so lahko bolj strupeni ali onesnaževali, kot se je prej mislilo, zato obstajajo predpisi, ki omejujejo njihovo množično uporabo..

Plazma

To stanje agregacije snovi je bilo prvič opisano v dvajsetih letih 20. stoletja in je značilno za njegovo neobstoj na površini Zemlje.

Pojavi se le, če je nevtralni plin izpostavljen močnemu elektromagnetnemu polju, ki tvori vrsto ioniziranega plina, ki je zelo prevoden za elektriko, in ki je prav tako dovolj drugačen od drugih obstoječih agregatnih stanj, da bi zaslužil svojo lastno klasifikacijo kot stanje..

Snov v tem stanju se lahko deionizira, da je spet plin, vendar je to kompleksen proces, ki zahteva ekstremne pogoje.

Predpostavlja se, da plazma predstavlja najbolj obilno stanje snovi v vesolju; ti argumenti temeljijo na obstoju tako imenovane "temne snovi", ki so jo predlagali kvantni fiziki za razlago gravitacijskih pojavov v prostoru.

Vrste plazme

Obstajajo tri vrste plazme, ki so razvrščene le po svojem izvoru; to se zgodi tudi znotraj iste klasifikacije, ker se plazme med seboj zelo razlikujejo in če vemo, da ena ni dovolj za vse.

Umetno

To je tista plazma, ki jo je ustvaril človek, kakor tudi tiste, ki se nahajajo znotraj zaslonov, fluorescentnih svetilk in neonskih napisov, ter v raketnih propelerjih.

Zemeljsko

To je plazma, ki jo Zemlja oblikuje v takšni ali drugačni obliki, zaradi česar je jasno, da se pojavlja predvsem v atmosferi ali drugih podobnih okoljih in da se ne pojavlja na površini. Vključuje strelo, polarni veter, ionosfero in magnetosfero.

Vesolje

To je plazma, ki jo opazimo v vesolju in tvori strukture različnih velikosti, ki se gibljejo od nekaj metrov do velikih podaljšanj svetlobnih let.

To plazmo opazujemo v zvezdah (vključno z našim Soncem), v sončnem vetru, v medzvezdnem in medgalaktičnem mediju, poleg medzvezdnih meglic..

Kondenzat Bose-Einstein

Bose-Einsteinov kondenzat je relativno nov koncept. Izvira iz leta 1924, ko so fiziki Albert Einstein in Satyendra Nath Bose na splošno napovedali njen obstoj..

To stanje snovi je opisano kot razredčeni plin bozonov - osnovnih ali sestavljenih delcev, ki so povezani s tem, da so nosilci energije - ki so bili ohlajeni na temperature, ki so zelo blizu absolutni ničli (-273,15 K)..

V teh pogojih sestavni sestavni deli kondenzata preidejo v svoje minimalno kvantno stanje, zaradi česar imajo lastnosti edinstvenih in posebnih mikroskopskih pojavov, ki jih ločujejo od normalnih plinov..

Molekule kondenzata B-E kažejo lastnosti superprevodnosti; to pomeni, da ni električnega upora. Prav tako lahko pokažejo značilnosti superfluidnosti, zaradi katere ima snov nič viskoznosti, tako da lahko teče brez kakršne koli izgube kinetične energije s trenjem.

Zaradi nestabilnosti in kratkega obstoja snovi v tem stanju se možne uporabe teh vrst spojin še preučujejo..

To je razlog, da poleg uporabe v študijah, ki so poskušale upočasniti hitrost svetlobe, ni bilo doseženih veliko aplikacij za to vrsto snovi. Vendar pa obstajajo znaki, da lahko pomaga človeštvu v številnih prihodnjih funkcijah.

Reference

  1. BBC (s.f.). Stanja snovi. Vzpostavljeno iz bbc.com
  2. Learning, L. (s.f.). Klasifikacija snovi. Vzpostavljeno iz courses.lumenlearning.com
  3. LiveScience (s.f.). Stanja snovi. Vzpostavljeno iz livescience.com
  4. University, P. (s.f.). Stanja snovi. Vzpostavljeno iz chem.purdue.edu
  5. Wikipedija. (s.f.). Stanje snovi. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org