Education, study and knowledge

Οι 9 καταστάσεις συσσωμάτωσης της ύλης

Παραδοσιακά πιστεύεται ότι η ύλη μπορεί να βρεθεί μόνο σε τρεις καταστάσεις: στερεό, υγρό και αέριο. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει. Έχουν παρατηρηθεί και άλλες καταστάσεις συσσώρευσης της ύλης που, αν και σπάνιες, φαίνεται να υπάρχουν.

Στη συνέχεια θα δούμε τα κύρια χαρακτηριστικά κάθε μιας από αυτές τις καταστάσεις, οι οποίες ανακάλυψαν τις πιο πρόσφατες και ποιες είναι οι διαδικασίες που κάνουν ένα αντικείμενο να μεταβαίνει από τη μία κατάσταση στην άλλη.

  • Σχετικό άρθρο: "Οι 11 τύποι χημικών αντιδράσεων"

Συγκέντρωση καταστάσεων της ύλης: τι είναι;

Στη φυσική, η κατάσταση συσσωμάτωσης της ύλης νοείται ως ένας από τους χαρακτηριστικούς τρόπους με τους οποίους μπορεί να παρουσιαστεί η ύλη. Ιστορικά, η διάκριση μεταξύ καταστάσεων της ύλης έγινε βάσει ποιοτικών ιδιοτήτων, όπως η σταθερότητα του αντικειμένου, τη συμπεριφορά των ατόμων ή τη θερμοκρασία του, με την παραδοσιακή ταξινόμηση να είναι υγρά, στερεά και αέριο.

Ωστόσο, χάρη στην έρευνα στη φυσική, άλλα κράτη έχουν ανακαλυφθεί και αυξηθεί συμβαίνουν σε καταστάσεις που, συνήθως, δεν είναι δυνατόν να αναπαραχθούν, όπως εξαιρετικά υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες.

instagram story viewer

Στη συνέχεια θα δούμε τις κύριες καταστάσεις της ύλης, τόσο εκείνα που συνθέτουν την παραδοσιακή ταξινόμηση όσο και εκείνα που έχουν ανακαλυφθεί σε εργαστηριακές συνθήκες, εκτός από την εξήγηση των φυσικών τους ιδιοτήτων και πώς είναι δυνατόν να ληφθούν.

Θεμελιώδη κράτη

Παραδοσιακά, έχουν αναφερθεί τρεις καταστάσεις ύλης, ανάλογα με το πώς συμπεριφέρονται τα άτομα σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Αυτές οι καταστάσεις είναι βασικά τρεις: στερεά, υγρά και αέρια. Ωστόσο, στη συνέχεια ενσωματώθηκε στο πλάσμα μεταξύ αυτών των καταστάσεων εδάφους. Το πιο αξιοσημείωτο πράγμα για τις ακόλουθες τέσσερις καταστάσεις είναι ότι είναι δυνατό να τα παρατηρήσετε σε καθημερινές καταστάσεις, ενώ βρίσκεστε στο σπίτι.

Να κατανοήσουμε τις τέσσερις θεμελιώδεις καταστάσεις συσσωμάτωσης της ύλης, σε κάθε ενότητα ας δούμε πώς το H2O, δηλαδή το νερό, παρουσιάζεται σε καθεμία από αυτές τις καταστάσεις.

1. Στερεός

Τα αντικείμενα στερεάς κατάστασης παρουσιάζονται με καθορισμένο τρόπο, δηλαδή, το σχήμα τους δεν αλλάζει κανονικά, δεν είναι δυνατόν να το αλλάξετε χωρίς να ασκήσετε μεγάλη δύναμη ή να αλλάξετε την κατάσταση του εν λόγω αντικειμένου.

Τα άτομα αυτών των αντικειμένων συνυπάρχουν σχηματίζοντας συγκεκριμένες δομές, που τους δίνει τη δυνατότητα να αντέχουν δυνάμεις χωρίς να παραμορφώνουν το σώμα στο οποίο βρίσκονται. Αυτό καθιστά αυτά τα αντικείμενα σκληρά και ανθεκτικά.

Το H2O σε στερεή κατάσταση είναι πάγος.

Τα αντικείμενα που βρίσκονται σε στερεά κατάσταση έχουν συνήθως τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

  • Υψηλή συνοχή.
  • Καθορισμένο σχήμα.
  • Μνήμη σχήματος: ανάλογα με το αντικείμενο, επιστρέφει στον τρόπο που ήταν όταν παραμορφώθηκε.
  • Είναι πρακτικά ασυμπίεστα.
  • Αντοχή στον κατακερματισμό
  • Χωρίς ευχέρεια.

2. Υγρό

Εάν η θερμοκρασία ενός στερεού αυξηθεί, είναι πιθανό να καταλήξει να χάσει το σχήμα του έως ότου η καλά οργανωμένη ατομική δομή της εξαφανιστεί τελείως, καθιστώντας υγρό.

Τα υγρά έχουν την ικανότητα να ρέουν επειδή τα άτομα τους, αν και συνεχίζουν να σχηματίζουν οργανωμένα μόρια, δεν είναι τόσο κοντά ο ένας στον άλλο, έχοντας μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων.

Το H2O σε υγρή κατάσταση είναι κανονικό, συνηθισμένο νερό.

Σε υγρή κατάσταση, οι ουσίες έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

  • Λιγότερη συνοχή.
  • Δεν έχουν συγκεκριμένη μορφή.
  • Ευφράδεια.
  • Λίγο συμπιέσιμο
  • Στο κρύο συστέλλονται.
  • Μπορούν να παρουσιάσουν διάχυση.

3. Αέριο

Στην αέρια κατάσταση, η ύλη αποτελείται από μόρια που δεν συνδέονται μεταξύ τους, έχοντας λίγη ελκυστική δύναμη μεταξύ τους, που κάνει τα αέρια να μην έχουν καθορισμένο σχήμα ή όγκο.

Χάρη σε αυτό, επεκτείνονται εντελώς ελεύθερα, γεμίζοντας το δοχείο που τα περιέχει. Η πυκνότητά του είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή των υγρών και στερεών.

Η αέρια κατάσταση του Η2Ο είναι υδρατμοί.

Η αέρια κατάσταση έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

  • Σχεδόν μηδενική συνοχή.
  • Χωρίς καθορισμένο σχήμα.
  • Μεταβλητός όγκος.
  • Τείνουν να καταλαμβάνουν όσο το δυνατόν περισσότερο χώρο.

4. Πλάσμα αίματος

Πολλοί άνθρωποι δεν γνωρίζουν αυτήν την κατάσταση της ύλης, η οποία είναι περίεργη, δεδομένου ότι είναι η πιο κοινή κατάσταση στο σύμπαν, καθώς είναι από τα οποία είναι φτιαγμένα τα αστέρια.

Στην ουσία, το πλάσμα είναι ένα ιονισμένο αέριο, δηλαδή, τα άτομα που το συνθέτουν έχουν διαχωριστεί από τα ηλεκτρόνια τους, τα οποία είναι υποατομικά σωματίδια που βρίσκονται συνήθως στα άτομα.

Έτσι, το πλάσμα είναι σαν ένα αέριο, αλλά αποτελείται από ανιόντα και κατιόντα, τα οποία είναι αρνητικά και θετικά φορτισμένα ιόντα, αντίστοιχα. Αυτό καθιστά το πλάσμα έναν εξαιρετικό αγωγό.

Σε αέρια, σε υψηλές θερμοκρασίες, τα άτομα κινούνται πολύ γρήγορα. Εάν αυτά τα άτομα συγκρούονται πολύ βίαια, προκαλεί την απελευθέρωση των ηλεκτρονίων μέσα τους. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, είναι κατανοητό ότι τα αέρια που βρίσκονται στην επιφάνεια του Ήλιου ιονίζονται συνεχώς, επειδή υπάρχει μεγάλη θερμοκρασία, προκαλώντας τα να γίνουν πλάσμα.

Οι λαμπτήρες φθορισμού, μόλις ανάψουν, περιέχουν πλάσμα μέσα. Επίσης, η φωτιά ενός κεριού θα ήταν πλάσμα.

Χαρακτηριστικά των πλασμάτων:

  • Πραγματοποιούν ηλεκτρική ενέργεια.
  • Επηρεάζονται έντονα από τα μαγνητικά πεδία.
  • Τα άτομα του δεν αποτελούν μια καθορισμένη δομή.
  • Εκπέμπουν φως.
  • Είναι σε υψηλές θερμοκρασίες.

Νέα κράτη

Δεν υπάρχουν μόνο τα τέσσερα κράτη που έχουν ήδη αναφερθεί. Υπό εργαστηριακές συνθήκες, πολλά άλλα έχουν προταθεί και ανακαλυφθεί.. Στη συνέχεια θα δούμε πολλές καταστάσεις συσσωμάτωσης της ύλης που δύσκολα θα μπορούσαν να παρατηρηθούν στο σπίτι, αλλά που μπορεί να έχουν δημιουργηθεί σκόπιμα σε επιστημονικές εγκαταστάσεις ή να έχουν δημιουργηθεί υποθετική.

5. Συμπύκνωμα Bose-Einstein

Αρχικά προβλέφθηκε από τους Satyendra Nath Bose και Albert Einstein το 1927, το συμπύκνωμα Bose-Einstein ανακαλύφθηκε το 1995 από τους φυσικούς Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle και Carl E. Wieman.

Αυτοί οι ερευνητές πέτυχαν δροσερά άτομα σε θερμοκρασία 300 φορές χαμηλότερη από αυτήν που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα. Αυτό το συμπύκνωμα αποτελείται από μποζόνια.

Σε αυτήν την κατάσταση της ύλης τα άτομα είναι εντελώς ακίνητα. Η ουσία είναι πολύ κρύα και έχει υψηλή πυκνότητα.

  • Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Τα 9 αξιώματα της ατομικής θεωρίας του Ντάλτον"

6. Συμπύκνωμα Fermi

Το συμπύκνωμα Fermi αποτελείται από φερμιονικά σωματίδια και μοιάζει με το συμπύκνωμα Bose-Einstein, μόνο αντί να χρησιμοποιούν μποζόνια, χρησιμοποιούνται φερμιόνια.

Αυτή η κατάσταση της ύλης δημιουργήθηκε για πρώτη φορά το 1999, αν και μόλις το 2003 θα αναπαράγονταν με άτομα αντί για φερμιόνια, μια ανακάλυψη που έκανε η Deborah S. Τζιν.

Αυτή η κατάσταση συσσωμάτωσης της ύλης, η οποία βρίσκεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, καθιστά την ύλη υπερρευστή, δηλαδή, η ουσία δεν έχει ιξώδες.

7. Εξαιρετικά συμπαγές

Αυτή η κατάσταση της ύλης είναι ιδιαίτερα παράξενη. Συνίσταται στο να φέρουμε ήλιο- (4) άτομα σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, κοντά στο απόλυτο μηδέν.

Τα άτομα είναι διατεταγμένα με παρόμοιο τρόπο όπως θα περιμένατε σε ένα κανονικό στερεό, όπως ο πάγος, μόνο εδώ, αν και θα ήταν παγωμένα, δεν θα ήταν σε τελείως ακίνητη κατάσταση.

Τα άτομα αρχίζουν να συμπεριφέρονται παράξενα, σαν να ήταν ταυτόχρονα στερεά και ρευστά. Τότε αρχίζουν να ισχύουν οι νόμοι της κβαντικής αβεβαιότητας.

8. Σούπερ κρύσταλλο

Ο υπερκρυστάλλος είναι μια φάση ύλης που χαρακτηρίζεται από το ότι έχει υπερρευστότητα και, ταυτόχρονα, μια στερεοποιημένη άμορφη δομή.

Σε αντίθεση με τους κανονικούς κρυστάλλους, οι οποίοι είναι στερεοί, οι σούπερ κρύσταλλοι έχουν την ικανότητα να ρέουν χωρίς οποιοδήποτε είδος αντίστασης και χωρίς να σπάσει τη σωστά κρυσταλλική δομή στην οποία είναι άτομα.

Αυτοί οι κρύσταλλοι σχηματίζονται από η αλληλεπίδραση κβαντικών σωματιδίων σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλές πυκνότητες.

9. Υπερρευστό

Το υπερρευστό είναι μια κατάσταση ύλης στην οποία η ουσία δεν παρουσιάζει κανένα είδος ιξώδους. Αυτό διαφέρει από αυτό που θα ήταν μια πολύ ρευστή ουσία, η οποία θα ήταν μια που έχει ιξώδες κοντά στο μηδέν, αλλά εξακολουθεί να έχει ιξώδες.

Το υπερρευστό είναι μια ουσία που, εάν ήταν σε κλειστό κύκλωμα, θα ρέει ατελείωτα χωρίς τριβή. Ανακαλύφθηκε το 1937 από τον Piotr Kapitsa, John F. Άλεν και Ντον Μίσενερ.

Οι πολιτείες αλλάζουν

Οι πολιτικές αλλαγές είναι διεργασίες στις οποίες μια κατάσταση συσσωμάτωσης της ύλης αλλάζει σε μια άλλη διατηρώντας μια ομοιότητα στη χημική της σύνθεση. Στη συνέχεια θα δούμε τους διαφορετικούς μετασχηματισμούς που μπορεί να παρουσιάσει η ύλη.

1. Σύντηξη

Είναι το πέρασμα από μια στερεή σε υγρή κατάσταση μέσω της θερμότητας. Το σημείο τήξεως νοείται ως η θερμοκρασία στην οποία ένα στερεό πρέπει να εκτίθεται σε τήξη, και είναι κάτι που ποικίλλει από ουσία σε ουσία. Για παράδειγμα, το σημείο τήξης του πάγου στο νερό είναι 0 βαθμοί Κελσίου.

2. Στερεοποίηση

Είναι το πέρασμα από ένα υγρό σε ένα στερεό μέσω της απώλειας θερμοκρασίας. Το σημείο στερεοποίησης, που ονομάζεται επίσης κατάψυξη, είναι η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό γίνεται στερεό. Ταιριάξτε το σημείο τήξης κάθε ουσίας.

3. Εξάτμιση και βρασμός

Είναι οι διαδικασίες με τις οποίες ένα υγρό περνά σε αέρια κατάσταση. Στην περίπτωση του νερού, το σημείο βρασμού του είναι 100 βαθμοί Κελσίου.

4. Συμπύκνωση

Είναι η αλλαγή της κατάστασης της ύλης από ένα αέριο σε ένα υγρό. Μπορεί να γίνει κατανοητό ως η αντίθετη διαδικασία στην εξάτμιση.

Αυτό συμβαίνει στους υδρατμούς όταν βρέχει, καθώς η θερμοκρασία του πέφτει και το αέριο πηγαίνει στην υγρή κατάσταση, καθιζάνει.

5. Εξάχνιση

Είναι η διαδικασία που συνίσταται στην αλλαγή της κατάστασης ενός θέματος που βρίσκεται σε στερεή κατάσταση σε αέρια κατάσταση, χωρίς να περάσει από την υγρή κατάσταση στην πορεία.

Ένα παράδειγμα μιας ουσίας που είναι ικανή εξάχνωσης είναι ξηρό πάγο.

6. Αντίστροφη εξάχνωση

Αποτελείται απο ένα αέριο περνά στη στερεά κατάσταση χωρίς προηγουμένως να μετατραπεί σε υγρό.

7. Απιονισμός

Είναι η αλλαγή από ένα πλάσμα σε ένα αέριο.

8. Ιονισμός

Είναι η αλλαγή από ένα αέριο σε ένα πλάσμα.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

  • Pérez-Aguirre, G. (2007). Χημεία 1. Μια κονστρουκτιβιστική προσέγγιση. Μεξικό. Εκπαίδευση Pearson.
  • Valenzuela-Calahorro, Γ. (1995). Γενική χημεία. Εισαγωγή στη Θεωρητική Χημεία. Σαλαμάνκα, Ισπανία. Πανεπιστήμιο της Σαλαμάνκα.

Αριθμός εξωτερικής διεύθυνσης: τι είναι και περιέργεια γι 'αυτό

Ξέρετε ποιος είναι ο εξωτερικός αριθμός μιας διεύθυνσης; Είναι ο αριθμός που εμφανίζεται στο σπίτ...

Διαβάστε περισσότερα

Οι 15 πιο βίαιες και επικίνδυνες χώρες στον κόσμο

Ο κόσμος μπορεί να είναι ένα πολύ εχθρικό μέρος. Γι 'αυτό, κάθε χρόνο, το Ινστιτούτο Οικονομίας κ...

Διαβάστε περισσότερα

Ενημερωτικό κείμενο: ορισμός, τύποι και χαρακτηριστικά

Ενημερωτικά κείμενα Προορίζονται να μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με ένα συγκεκριμένο γεγονός ή ...

Διαβάστε περισσότερα