Οι 5 Πολιτείες Συσσώρευσης Υλικών

Το κατάσταση συσσώρευσης της ύλης συνδέονται με το γεγονός ότι μπορεί να υπάρχει σε διαφορετικές καταστάσεις, ανάλογα με την πυκνότητα που εμφανίζουν τα μόρια που το συνθέτουν. Η επιστήμη της φυσικής είναι αυτή που είναι υπεύθυνη για τη μελέτη της φύσης και των ιδιοτήτων της ύλης και της ενέργειας στο σύμπαν.

Η έννοια της ύλης ορίζεται ως όλα όσα συνθέτουν το σύμπαν (άτομα, μόρια και ιόντα), τα οποία αποτελούν όλες τις υπάρχουσες φυσικές δομές. Οι παραδοσιακές επιστημονικές έρευνες έδωσαν ολοκληρώνοντας τις καταστάσεις συσσωμάτωσης του θέματος με αυτές που αντιπροσωπεύονται στα τρία γνωστά: στερεά, υγρά ή αέρια.

Ωστόσο, υπάρχουν δύο ακόμη φάσεις που έχουν προσδιοριστεί πιο πρόσφατα, επιτρέποντας την ταξινόμησή τους ως τέτοιες και την προσθήκη τους στις τρεις αρχικές καταστάσεις (το λεγόμενο πλάσμα και το συμπύκνωμα Bose-Einstein).

Αυτές αντιπροσωπεύουν πιο σπάνιες μορφές ύλης από τις παραδοσιακές, αλλά κάτω από τις σωστές συνθήκες, επιδεικνύουν εγγενείς και επαρκώς μοναδικές ιδιότητες για να ταξινομηθούν ως καταστάσεις συσσωμάτωσης.

Ευρετήριο

• 1 States of aggregation of matter
  • 1.1 Στερεό
  • 1.2 Υγρό
  • 1.3 Αέριο
  • 1.4 Πλάσμα
  • 1,5 συμπύκνωμα Bose-Einstein
• 2 Αναφορές

Κράτη συγκέντρωσης της ύλης

Στερεό

Όταν μιλάμε της στερεάς ύλης μπορεί να οριστεί ως εκείνη στην οποία τα μόρια που συνθέτουν εντάχθηκαν συμπαγώς, επιτρέποντας πολύ λίγο χώρο μεταξύ τους και παρέχοντας μια άκαμπτη χαρακτήρα στη δομή αυτής.

Έτσι, τα υλικά σε αυτή την κατάσταση συσσωμάτωσης δεν ρέει ελεύθερα (σαν υγρό) ή ογκομετρικά επεκτείνουν (όπως αέρια) και στις επιπτώσεις των διαφόρων εφαρμογών, θεωρούνται ασυμπίεστη ουσίες.

Επιπλέον, μπορεί να έχουν κρυσταλλικές δομές, οι οποίες είναι οργανωμένες κατά τρόπο ομαλή και κανονική ή σε μία διαταραγμένη και ακανόνιστη, όπως είναι οι άμορφες δομές.

Με αυτή την έννοια, τα στερεά δεν είναι απαραιτήτως ομοιογενή στη δομή τους, είναι σε θέση να βρουν εκείνα που είναι χημικά ετερογενή. Έχουν την ικανότητα να πηγαίνουν κατευθείαν στην υγρή κατάσταση σε μια διαδικασία σύντηξης, καθώς και να περάσουν στο αέριο με εξάχνωση.

Τύποι στερεών

Τα στερεά υλικά χωρίζονται σε μια σειρά ταξινομήσεων:

Τα μέταλλα: είναι εκείνα τα ισχυρά και πυκνά στερεά που επιπλέον είναι συνήθως άριστοι αγωγοί ηλεκτρισμού (με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια τους) και θερμότητα (με τη θερμική τους αγωγιμότητα). Αποτελούν ένα μεγάλο μέρος του περιοδικού πίνακα των στοιχείων και μπορούν να ενωθούν με άλλο μέταλλο ή μη μέταλλο για να σχηματίσουν κράματα. Σύμφωνα με το εν λόγω μέταλλο μπορούν να βρεθούν με φυσικό ή τεχνητό τρόπο.

Ορυκτά

Είναι αυτά τα στερεά που σχηματίζονται φυσιολογικά μέσω γεωλογικών διαδικασιών που συμβαίνουν σε υψηλή πίεση.

Τα ορυκτά κατατάσσονται κατά τέτοιο τρόπο από την κρυσταλλική δομή τους με ομοιόμορφες ιδιότητες και ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με το υλικό του οποίου μιλούν και την προέλευσή τους. Αυτός ο τύπος στερεού απαντάται πολύ συχνά σε όλο τον πλανήτη Γη.

Κεραμικά

Είναι στερεά που δημιουργούνται από ανόργανες και μη μεταλλικές ουσίες, τυπικά με την εφαρμογή θερμότητας και έχουν κρυσταλλικές ή ημικρυσταλικές δομές..

Η ειδικότητα αυτού του τύπου υλικού είναι ότι μπορεί να διαλύσει τις υψηλές θερμοκρασίες, τις επιπτώσεις και τη δύναμη, καθιστώντας το ένα εξαιρετικό συστατικό για προηγμένες αεροναυτικές, ηλεκτρονικές και ακόμη στρατιωτικές τεχνολογίες..

Οργανικά στερεά

Αυτά είναι εκείνα τα στερεά που αποτελούνται κυρίως από τα στοιχεία άνθρακα και υδρογόνου, που είναι επίσης σε θέση να κατέχουν μόρια αζώτου, οξυγόνου, φωσφόρου, θείου ή αλογόνων στη δομή τους.

Αυτές οι ουσίες ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό, παρατηρώντας υλικά που κυμαίνονται από φυσικά και τεχνητά πολυμερή έως κερί παραφίνης που προέρχεται από υδρογονάνθρακες.

Σύνθετα υλικά

Είναι αυτά τα σχετικά σύγχρονα υλικά που έχουν αναπτυχθεί με την ένωση δύο ή περισσότερων στερεών, δημιουργώντας μια νέα ουσία με χαρακτηριστικά κάθε συστατικού της, αξιοποιώντας τις ιδιότητες αυτών για ένα υλικό ανώτερο από το πρωτότυπο. Παραδείγματα αυτών είναι το οπλισμένο σκυρόδεμα και το σύνθετο ξύλο.

Ημιαγωγοί

Ονομάζονται για την αντίστασή τους και την ηλεκτρική αγωγιμότητα, η οποία τα τοποθετεί μεταξύ μεταλλικών αγωγών και μη μεταλλικών επαγωγικών κυκλωμάτων. Χρησιμοποιούνται συχνά στον τομέα των σύγχρονων ηλεκτρονικών ειδών και για τη συσσώρευση ηλιακής ενέργειας.

Νανοϋλικά

Είναι στερεά μικροσκοπικών διαστάσεων, τα οποία παράγουν ότι παρουσιάζουν ιδιότητες διαφορετικές από την εκδοχή τους μεγαλύτερου μεγέθους. Βρίσκουν εφαρμογές σε εξειδικευμένους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας, όπως στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας.

Βιοϋλικά

Είναι φυσικά και βιολογικά υλικά με σύνθετα και μοναδικά χαρακτηριστικά, διαφορετικά από όλα τα άλλα στερεά, λόγω της προέλευσής τους που δίνεται μέσα από εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης. Αποτελούνται από διαφορετικά οργανικά στοιχεία και μπορούν να διαμορφωθούν και να μετατραπούν σύμφωνα με τα εγγενή χαρακτηριστικά που διαθέτουν.

Υγρό

Ονομάζεται υγρό σε εκείνο το θέμα που είναι σε σχεδόν ασυμπίεστη κατάσταση, το οποίο καταλαμβάνει τον όγκο του δοχείου στο οποίο βρίσκεται.

Σε αντίθεση με τα στερεά, τα υγρά ρέουν ελεύθερα μέσω της επιφάνειας όπου βρίσκονται, αλλά δεν διογκώνονται ογκομετρικά ως αέρια. για το λόγο αυτό, διατηρούν μια πρακτικά σταθερή πυκνότητα. Έχουν επίσης την ικανότητα να υγράνουν ή να υγράνουν τις επιφάνειες που αγγίζουν λόγω επιφανειακής τάσης.

Τα υγρά καθορίζονται από μια ιδιότητα γνωστή ως ιξώδες, η οποία μετρά την αντίσταση της ίδιας στην παραμόρφωση με κοπή ή κίνηση.

Σύμφωνα με τη συμπεριφορά του όσον αφορά το ιξώδες και την παραμόρφωση, τα υγρά μπορούν να ταξινομηθούν σε υγρά Newtonian και non-Newtonian, αν και αυτό το άρθρο δεν θα συζητηθεί λεπτομερώς..

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι δύο στοιχεία είναι σε αυτή την κατάσταση συσσωμάτωσης υπό κανονικές συνθήκες υπάρχουν μόνο: βρώμιο και ο υδράργυρος, επίσης μπορούν να φτάσουν εύκολα υγρού καισίου, γάλλιο, φράγκιο και ρουβιδίου υπό κατάλληλες συνθήκες.

Μπορούν να φτάσουν στη στερεά κατάσταση με μια διαδικασία στερεοποίησης, καθώς επίσης να μετατραπούν σε αέρια με βρασμό.

Τύποι υγρών

Σύμφωνα με τη δομή του, τα υγρά χωρίζονται σε πέντε τύπους:

Διαλύτες

Αντιπροσωπεύοντας όλα αυτά τα κοινά και μη κοινά υγρά με μόνο έναν τύπο μορίων στη δομή τους, οι διαλύτες είναι εκείνες οι ουσίες που χρησιμοποιούνται για τη διάλυση στερεών ουσιών και άλλων υγρών μέσα σε αυτά, για να σχηματίσουν νέους τύπους υγρών.

Λύσεις

Είναι αυτά τα υγρά με τη μορφή ομοιογενούς μίγματος, τα οποία έχουν σχηματιστεί με την ένωση μιας διαλελυμένης ουσίας και ενός διαλύτη, η διαλελυμένη ουσία μπορεί να είναι ένα στερεό ή άλλο υγρό.

Γαλακτώματα

Αντιπροσωπεύονται ως εκείνα τα υγρά που σχηματίστηκαν από το μίγμα δύο τυπικά μη αναμίξιμων υγρών. Παρατηρούνται ως υγρό εναιωρούμενο μέσα σε ένα άλλο υπό μορφή σφαιριδίων και μπορεί να βρεθεί σε W / O (νερό σε λάδι) ή O / W (λάδι σε νερό), ανάλογα με τη δομή τους.

Αναστολές

Τα εναιωρήματα είναι εκείνα τα υγρά στα οποία υπάρχουν στερεά σωματίδια εναιωρημένα σε ένα διαλύτη. Μπορούν να σχηματιστούν στη φύση, αλλά παρατηρούνται συχνότερα στον τομέα της φαρμακευτικής.

Αερόλυμα

Αυτά σχηματίζονται όταν ένα αέριο διέρχεται από ένα υγρό και το πρώτο διασκορπίζεται στο δεύτερο. Αυτές οι ουσίες είναι υγρού χαρακτήρα με αέρια μόρια και μπορούν να διαχωριστούν με αυξήσεις της θερμοκρασίας.

Αέριο

Θεωρείται ως αέριο σε αυτή την κατάσταση της συμπιέσιμης ύλης, στην οποία τα μόρια διαχωρίζονται και διασκορπίζονται σημαντικά και όπου αυτά επεκτείνονται ώστε να καταλαμβάνουν τον όγκο του περιέκτη όπου αυτά περιέχονται.

Επίσης, υπάρχουν πολλά στοιχεία που είναι σε αέρια κατάσταση φυσικά και μπορούν να δεσμευτούν με άλλες ουσίες για να σχηματίσουν μείγματα αερίων.

Τα αέρια μπορούν να μετατραπούν απευθείας σε υγρά με τη διαδικασία συμπύκνωσης και σε στερεά από την ασυνήθιστη διαδικασία εναπόθεσης. Επιπλέον, μπορούν να θερμανθούν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες ή να περάσουν από ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο για να ιονίσουν τους, μετατρέποντάς τους σε πλάσμα.

Λόγω της πολύπλοκης φύσης και της αστάθειας της, σύμφωνα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες, οι ιδιότητες των αερίων μπορεί να ποικίλουν ανάλογα με την πίεση και τη θερμοκρασία στην οποία βρίσκονται, έτσι μερικές φορές δουλεύουν με αέρια υποθέτοντας ότι είναι "ιδανικά".

Τύποι αερίων

Υπάρχουν τρία είδη αερίων ανάλογα με τη δομή και την προέλευσή τους, τα οποία περιγράφονται παρακάτω:

Φυσικά στοιχειώδη

Ορίζονται ως όλα τα στοιχεία που βρίσκονται σε αέρια κατάσταση στη φύση και υπό κανονικές συνθήκες, παρατηρούνται στον πλανήτη Γη καθώς και σε άλλους πλανήτες.

Στην περίπτωση αυτή, ως παράδειγμα μπορεί να αναφερθεί το οξυγόνο, το υδρογόνο, το άζωτο και τα ευγενή αέρια, καθώς και το χλώριο και το φθόριο..

Φυσικές ενώσεις

Πρόκειται για αέρια που σχηματίζονται στη φύση με βιολογικές διεργασίες και αποτελούνται από δύο ή περισσότερα στοιχεία. Συνήθως σχηματίζονται από υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο, αν και σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις μπορούν επίσης να σχηματιστούν με ευγενή αέρια.

Τεχνητό

Είναι αυτά τα αέρια που δημιουργούνται από τον άνθρωπο από φυσικές ενώσεις, που αναπτύσσονται για να καλύψουν τις ανάγκες που αυτό έχει. Ορισμένα τεχνητά αέρια όπως οι χλωροφθοράνθρακες, μέσα αναισθησία και αποστείρωσης μπορεί να είναι πιο τοξικά ή ρυπογόνα από σκέψη, έτσι υπάρχουν κανονισμοί για τον περιορισμό ευρεία χρήση του.

Πλάσμα

Αυτή η κατάσταση συσσωμάτωσης της ύλης περιγράφηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1920 και χαρακτηρίζεται από την ανυπαρξία της στην επιφάνεια της Γης.

Εμφανίζεται μόνο όταν ένα ουδέτερο αέριο υποβάλλεται σε ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο σχηματίζοντας ένα είδος ιονισμένου αερίου που είναι πολύ αγώγιμο για την ηλεκτρική ενέργεια και αυτό είναι επίσης αρκετά διαφορετικό από τα άλλα υπάρχοντα καθεστώτα συσσωμάτωσης για να αξίζει τη δική του ταξινόμηση ως κατάσταση.

Το θέμα σε αυτή την κατάσταση μπορεί να απιονισθεί για να είναι και πάλι αέριο, αλλά είναι μια περίπλοκη διαδικασία που απαιτεί ακραίες συνθήκες.

Υποτίθεται ότι το πλάσμα αντιπροσωπεύει την πιο άφθονη κατάσταση της ύλης στο σύμπαν. αυτά τα επιχειρήματα βασίζονται στην ύπαρξη της λεγόμενης "σκοτεινής ύλης", που προτείνεται από τους κβαντικούς φυσικούς να εξηγήσουν τα βαρυτικά φαινόμενα στο διάστημα.

Τύποι πλάσματος

Υπάρχουν τρεις τύποι πλάσματος, οι οποίοι ταξινομούνται μόνο από την προέλευσή τους. αυτό συμβαίνει ακόμη και στην ίδια ταξινόμηση, αφού οι πλάκες είναι πολύ διαφορετικές μεταξύ τους και γνωρίζοντας ότι κάποιος δεν είναι αρκετός για να μάθει όλους.

Τεχνητό

Είναι ότι το πλάσμα που κατασκευάζεται από τον άνθρωπο, όπως και εκείνα που βρίσκονται μέσα σε οθόνες, λάμπες φθορισμού και πινακίδες νέον, και σε έλικες πυραύλων.

Επίγεια

Είναι το πλάσμα που σχηματίζεται σε κάποια μορφή ή άλλο από τη Γη, καθιστώντας σαφές ότι εμφανίζεται κυρίως στην ατμόσφαιρα ή σε άλλα παρόμοια περιβάλλοντα και ότι δεν εμφανίζεται στην επιφάνεια. Περιλαμβάνει κεραυνό, πολικό άνεμο, ιονόσφαιρα και μαγνητόσφαιρα.

Χώρος

Είναι ότι το πλάσμα παρατηρείται στο διάστημα, σχηματίζοντας δομές διαφορετικών μεγεθών, που κυμαίνονται από λίγα μέτρα έως τεράστιες παρατάσεις φωτεινών ετών.

Αυτό το πλάσμα παρατηρείται στα αστέρια (συμπεριλαμβανομένου του Ήλιου), στον ηλιακό άνεμο, το διαστρικό και διαγαλαξιακό μέσο, ​​εκτός από τα διαστρικά νεφελώματα.

Συμπύκνωμα του Bose-Einstein

Το συμπύκνωμα Bose-Einstein είναι μια σχετικά πρόσφατη ιδέα. Έχει την προέλευσή της το έτος 1924, όταν οι φυσικοί Albert Einstein και Satyendra Nath Bose προέβλεπαν την ύπαρξή του με γενικό τρόπο.

Αυτή η κατάσταση της ύλης περιγράφεται ως αραιό αέριο βοσόνων - στοιχειώδη ή σύνθετα σωματίδια που σχετίζονται με την ύπαρξη φορέων ενέργειας - τα οποία έχουν ψυχθεί σε θερμοκρασίες πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν (-273,15 K).

Υπό αυτές τις συνθήκες, τα συστατικά μποζόνια του συμπυκνώματος περνούν στην ελάχιστη κβαντική τους κατάσταση, προκαλώντας τους να εμφανίζουν ιδιότητες μοναδικών και ιδιαίτερων μικροσκοπικών φαινομένων που τα χωρίζουν από τα φυσιολογικά αέρια.

Μόρια συμπύκνωμα Β-Ε χαρακτηριστικά δείχνουν υπεραγωγιμότητα? δηλαδή υπάρχει απουσία της ηλεκτρικής αντίστασης. Μπορούν επίσης να παρουσιάζουν χαρακτηριστικά υπερρευστότητας, που καθιστούν την ουσία μηδενικό, έτσι ώστε να μπορεί να ρέει χωρίς απώλεια κινητικής ενέργειας με τριβή.

Λόγω της αστάθειας και της βραχείας ύπαρξης της ύλης σε αυτή την κατάσταση, πιθανές χρήσεις για αυτούς τους τύπους ενώσεων εξακολουθούν να μελετώνται..

Γι 'αυτό, εκτός του ότι χρησιμοποιείται σε μελέτες στις οποίες προσπάθησε να επιβραδύνει την ταχύτητα του φωτός, δεν έχουν πάρει πολλές εφαρμογές για αυτό το είδος της ουσίας. Ωστόσο, υπάρχουν σημάδια που δείχνουν ότι μπορούν να βοηθήσουν την ανθρωπότητα σε πολλούς μελλοντικούς ρόλους.

Αναφορές

1. BBC (s.f.). Τα κράτη της ύλης. Ανακτήθηκε από το bbc.com
2. Learning, L. (s.f.). Ταξινόμηση της ύλης. Ανακτήθηκε από courses.lumenlearning.com
3. LiveScience (s.f.). Τα κράτη της ύλης. Ανακτήθηκε από το lifecience.com
4. University, P. (s.f.). Τα κράτη της ύλης. Ανακτήθηκε από chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (s.f.). Κατάσταση της ύλης. Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org