Mis on aine olekud:
Mateeria olekud on erinevad vormid, milles aine esineb universumis. Neid tuntakse ka aine agregeerumisseisunditena, kuna osakesed koonduvad või rühmituvad igas olekus erineval viisil.
Võib arvestada, et ainel on neli põhilist olekut, võttes arvesse neid liitumisvorme, mis esinevad looduslikes tingimustes. Aine põhiseisundid on:
- Tahkes olekus.
- Vedel olek.
- Gaasiline olek.
- Plasma seisund.
Pildi üksikasjades vaatleme, kuidas osakesed on grupeeritud.
Kuid aine liitmise seisundite uuringuid on tänapäeval laiendatud. Lisaks looduslikult esinevatele uurime täna neid, mis tekivad laboris esile kutsutud ekstreemsetes tingimustes. Sellest rühmast on teadlased kontrollinud kolme uue riigi olemasolu: Bose-Einsteini kondensaat (BEC); kondensaat Fermi ja supertahke aine.
Aine olekute omadused sõltuvad osakeste vahelisest külgetõmbejõust ja nende liikuvusest. Temperatuur ja / või rõhk on tegurid, mis mõjutavad seda, kuidas need osakesed kokku rühmitatakse ja kuidas nad omavahel suhtlevad.
Temperatuuri ja / või rõhu muutujate oluliste muutuste korral toimuvad muutused aine olekust teise. Need muutused on tahkestumine, aurustamine, sulamine, sublimatsioon, pöörd-sublimatsioon, ioniseerimine ja deioniseerimine.
Allpool esitame võrdleva tabeli peamiste aine põhiseisundite vahel esinevate erinevustega:
| Kinnisvara |
Seisund | Seisund vedel | Seisund gaasiline | Seisund plasmaatiline |
|---|---|---|---|---|
| Aine tüüp | Fikseeritud asi | Viskoossusega vedelikud | Gaasid | Kuumad gaasid (elektrilaenguga) |
| Atraktsioon osakeste vahel | kõrge | Vahepealne | Lühike | Lühike |
| Liikuvus osakestest | Lühike | Vahepealne | kõrge | kõrge |
| Köide | Helitugevusega | Helitugevusega | Helitugevust pole | Helitugevust pole |
| Kuju | Määratletud | Tähtajatu | Tähtajatu | Tähtajatu |
| Näide | Kivid | Vesi | Veeaur | Plasmatelevisioon |
Tahkes olekus
Tahke olek on selline, mida tajume fikseeritud ainena, mis peab vastu kuju ja mahu muutustele. Tahkes olekus on osakestel suurem üksteise ligitõmbavus, mis vähendab nende liikumist ja vastastikmõju võimalusi. Näiteks: kivid, puit, metallnõud, klaas, jää ja grafiit.
The tahke oleku omadused Nemad on:
- Üksikute osakeste vaheline tõmbejõud on suurem kui eraldumist põhjustav energia.
- Osakesed lukustavad end oma vibratsiooni energiat piiravasse asendisse.
- See säilitab oma kuju ja mahu.
Vedel olek
Vedel olek vastab vedelikele, mille maht on konstantne, kuid kohandub mahuti kujuga. Näiteks: vesi, külmad joogid, õli ja sülg.
The vedeliku olek Nemad on:
- Osakesed meelitavad küll üksteist, kuid kaugus on suurem kui tahkistel.
- Osakesed on dünaamilisemad kui tahked ained, kuid stabiilsemad kui gaasid.
- Sellel on püsiv maht.
- Selle kuju on määramatu. Seega võtab vedelik oma anuma kuju.
Gaasiline olek
Gaasiline olek vastab gaasidele. Tehniliselt on see määratletud kui osakeste rühmitus, millel on teineteise suhtes vähe ligitõmbavust ja mis üksteisega kokku põrgates laienevad ruumis. Näiteks: veeaur, hapnik (O2) ja maagaas.
The gaasilise oleku omadused Nemad on:
- Kontsentreerib vähem osakesi kui tahked ja vedelad.
- Osakestel on üksteise suhtes vähe ligitõmmet.
- Osakesed on paisumisel, seega on need dünaamilisemad kui tahked ained ja gaasid.
- Sellel pole kindlat kuju ega mahtu.
Plasma seisund
Plasma seisund on gaasilisega sarnane olek, kuid sellel on elektriliselt laetud osakesed, see tähendab ioniseeritud. Seega on tegemist kuumade gaasidega.
Plasma olekus olev aine on kosmoses väga levinud ja moodustab tegelikult 99% selle vaadeldavast ainest. Mõnes maapealses nähtuses reprodutseeritakse loomulikult ka plasma olek. Seda saab kunstlikult toota ka erinevateks kasutusteks.
Näiteks on plasmas päike, tähed ja udukogud. Seda esineb ka polaarpoorades, välkides ja San Telmo nn tules. Mis puutub nende kunstlikku tootmist, siis mõned näited on plasmatelerid, luminofoorlambid ja plasmalambid.
The plasma oleku tunnused Nemad on:
- Sellel puudub määratletud kuju ja maht.
- Selle osakesed on ioniseeritud.
- Sellel puudub elektromagnetiline tasakaal.
- See on hea elektrijuht.
- See moodustab magnetväljaga kokkupuutel niite, kihte ja kiirte.
See võib teile huvi pakkuda:
- Tahkes olekus
- Vedel olek
- Gaasiline olek
- Plasma seisund
Muutused asja olekutes
Mateeria olekute muutused on protsessid, mis võimaldavad aine ruumilist struktuuri muuta ühest olekust teise. Need sõltuvad keskkonnatingimuste, näiteks temperatuuri ja / või rõhu kõikumisest.
Võttes arvesse aine põhiseisundeid, on aine olekumuutused: tahkestumine, aurustamine, sulandumine, sublimatsioon, pöördsublimatsioon, ionisatsioon ja deioniseerimine.
Sulamine või sulamine. See on muutus tahkest olekust vedelaks. See tekib siis, kui tahke aine on sulanud tavapärasest kõrgematel temperatuuridel, kuni see sulab. See tekib seetõttu, et tahke aine kõrge temperatuur paneb osakesi rohkem eralduma ja kergemini liikuma.
Tahkumine. Tahkumine on muutus vedelast olekust tahkeks olekuks. Kui vedeliku temperatuur langeb, hakkavad osakesed üksteisele lähenema ja liikumine nende vahel väheneb. Külmumispunkti jõudmisel muutuvad nad tahkeks aineks.
Aurustamine. Aurustamine on muutus vedelast olekust gaasiliseks. See tekib siis, kui temperatuur tõuseb mõistlikul viisil, mis katkestab osakeste vastastikmõju. See põhjustab nende eraldumist ja suurenenud liikumist, põhjustades gaasi.
Kondensatsioon. Kondensatsioon on muutus gaasilisest olekust vedelaks. Kui temperatuur langeb ja / või rõhk tõuseb, kaotavad gaasi osakesed teatud liikuvuse ja lähevad üksteisele lähemale. See lähendus selgitab gaasist vedelikku liikumist.
Sublimatsioon. Sublimatsioon on muutus tahkest olekust gaasilisse olekusse ilma vedelat olekut läbimata. Seda esineb näiteks naftaleenisfäärides. Nendel keradel, mida kasutatakse koide hoidmiseks kappidest, on omadus aja jooksul ise tuhmuda. See tähendab, et nad lähevad tahkest olekust gaasilisse olekusse vedelat olekut läbimata.
Pööratud sublimatsioon. Seda nimetatakse vastupidiseks sublimatsiooniks, regressiivseks sublimatsiooniks, sadestumiseks või kristalliseerumiseks, et vahetada gaasilisest olekust tahkeks otsesel viisil.
Ioniseerimine Ionisatsioon on gaasiosakeste elektrilaenguga toimuv muutus gaasist plasmaks, mis on võimalik gaasi kuumutamisel.
Deioniseerimine Deioniseerimine koosneb plasmakontsentratsioonist gaasilisse olekusse. Seetõttu on see ionisatsioonile vastupidine protsess.
Järgmisena esitame tabeli, mis võtab kokku ainemuutused ja toob nende jaoks näite.
| Protsess | Oleku muutmine | Näide |
|---|---|---|
| Fusioon | Tahke kuni vedel. | Sulab. |
|
Tahkumine | Vedelik tahkeks. | Jää. |
| Aurustamine | Vedelik kuni gaasiline. | Veeaur. |
| Kondensatsioon | Gaasiline kuni vedel. | Vihma. |
| Sublimatsioon | Tahked kuni gaasilised. | Kuiv jää. |
| Pööratud sublimatsioon | Gaasiline kuni tahke. | Lund. |
| Ioniseerimine | Plasmas gaasiline. | Neoonmärgid. |
| Deioniseerimine | Plasmaatiline kuni gaasiline. | Sellest tulenev suits kustuta leek. |
See võib teile huvi pakkuda:
- Mateeria oleku muutused
- Aurustamine
- Keemine
Aine uued olekud
Praegu on teaduslikud uuringud kunstlike protseduuride abil leidnud uusi aine liitumisseisundeid. Tuntumad põhinevad temperatuuril ja on Bose-Einsteini kondensaat, fermioonne kondensaat ja ülikuiv olek.
Kuid endiselt uuritakse muid teooriaid võimalike aineseisundite kohta, näiteks Rydbergi molekul, Quantum Halli olek, footooniline aine ja piisk.
Bose-Einsteini kondensaat (BEC)
Bose-Einsteini kondensaadina (BEC) tuntud olek tekib siis, kui teatud gaasid allutatakse absoluutse nulli (-273,15 ° C) lähedastele temperatuuridele, saavutades sellise tiheduse ja külmumispunkti, et aatomeid ei saa liikuda.
See on aine seisund, mis saavutati kunstlikult 1995. aastal. Sellest ajast alates on see tuntud ka kui aine viies olek.
BEC-i näiteks on ülijuhtivad materjalid, see tähendab, et nad suudavad elektrit edastada ilma vastupanu avaldamata ja energiat kaotamata.
The kondenseerunud oleku omadused Bose-Einsteini esindajad on:
- Selle osakesed on bosonid.
- See on jälgitav ainult subatoomilisel tasandil.
- See näitab ülijuhtivust (null elektritakistust).
- Selle minimaalset energiaolekut tuntakse kui põhiolekut.
Süvenege: Bose-Einsteini konsensuse staatusesse
Fermi krahv
Fermikondensaat või fermioonhappekondensaat on selline, kus aine on ülivedelik, see tähendab, et sellel pole mingit viskoossusastet. Fermioniseisundi käitumine sarnaneb pigem lainega kui osakesega. See on seotud Bose-Einsteini osariigiga.
The fermioonilise kondensaatori omadused Nemad on:
- Selle osakesed on fermionid (ja mitte bosonid).
- See toimub absoluutse nulli lähedastel temperatuuridel.
- Selle stabiilsus püsib väga lühikest aega.
Super tahke
Üliosake on seisund, kus aine on paigutatud ruumis ülivedeliku omadustega. Alles 2017. aastal leiti selgeid tõendeid selle olemasolu kohta. Seda uuritakse endiselt, nagu ka teisi hüpoteetilisi seisundeid.
Vaata ka:
- Mateeria omadused
- Mateeria intensiivsed ja ulatuslikud omadused
