Charakteristika stavů hmoty

Jsme obklopeni hmotou. Všechno kolem nás, včetně nás samotných, je hmota. I když je celá hmota odlišná, existuje řada charakteristik, které nám umožňují ji klasifikovat podle jejího stavu agregace, tj. Jak jsou její molekuly drženy pohromadě.

Existuje několik obecných kritérií pro klasifikaci a popis charakteristiky stavů hmoty. Jedná se o objem, tvar a stlačitelnost a molekulární soudržnost. Objem označuje místo, které tělo zaujímá ve vesmíru, které může být konstantní, rozšiřovat se nebo se smršťovat. Tvar se bere v úvahu v tom, že dotyčná hmota může nabrat tvar nádoby, která ji obsahuje, vyplňovat vše, nebo že si zachovává svůj vlastní tvar. Stlačitelnost je schopnost těla být stlačen, zabrat menší objem. Soudržnost označuje sílu, s níž se molekuly, které tvoří hmotu, drží pohromadě. Tyto vazby mohou být silné nebo slabé.

Charakteristiky hmoty v pevné fázi

V pevném stavu si molekuly hmoty udržují navzájem silné síly soudržnosti, což jim umožňuje mít tvar a objem konstantní, to znamená, že si zachovají svůj vlastní tvar, jejich objem je vždy stejný a jsou nestlačitelné, to znamená, že je nelze stlačit a zmenšit jeho objem. Kvůli soudržnosti jejich molekul je běžné, že když změní svůj tvar, dosáhnou bodu, kde se zlomí, protože jejich molekuly neklouzají snadno po sobě. Příkladem tohoto stavu hmoty jsou kovy, dřevo nebo plast.

• Jeho molekuly mají velmi silné kohezní síly, takže jsou velmi blízko u sebe.
• Mají stálý tvar.
• Mají konstantní objem
• Nelze je komprimovat.
• Jeho molekuly mají malou pohyblivost, takže i když se mohou protáhnout, s použitím síly mají tendenci se lámat.

Charakteristika kapalného skupenství hmoty

V kapalném stavu jsou kohezní síly mezi molekulami nižší, což jim umožňuje klouzat přes sebe. Tato klouzavá kapacita molekul jim umožňuje udržovat konstantní objem a současně přijímat tvar nádoby, která je obsahuje, a vyplňovat jejich mezery. Jsou také nestlačitelné a nemohou snížit svůj objem. Jsou tekuté, takže pokud je jejich proud přerušen a poté pokračuje, spojí se a vytvoří jediné tělo. Příklady kapalin jsou voda, rtuť nebo vulkanické magma.

• Jeho molekuly mají silné kohezní síly, takže jsou velmi blízko u sebe, ale mohou klouzat přes sebe.
• Nemají určitý tvar, takže mají tvar nádoby, která je obsahuje.
• Mají konstantní objem
• Nelze je komprimovat
• Jejich molekuly jsou vysoce mobilní, takže mají tendenci se držet pohromadě, i když je jejich tok přerušen nebo působí síla.

Charakteristika plynného skupenství hmoty

V tomto stavu hmoty je soudržnost molekul velmi slabá, takže jsou od sebe široce odděleny. Nemají definovaný tvar a mohou převzít tvar kontejneru, který je obsahuje. Mít slabé kohezní síly, které mají tendenci se navzájem odpuzovat, není ani jejich objem konstantní, zabírá největší možný objem, ale zároveň může být komprimován tak, aby zabíral velmi malý. Příklady látek v plynném stavu jsou vzduch, plyn na vaření nebo kouř.

• Jeho molekuly mají slabé kohezní síly, takže jsou odděleny a volně se pohybují.
• Nemají určitý tvar, takže mají tvar nádoby, která je obsahuje.
• Jsou tak daleko od sebe, nemají konstantní objem, takže je lze komprimovat a zabírat menší objem.
• Kvůli jejich molekulární separaci nevodí elektřinu.

Charakteristika plazmatického stavu hmoty

V dnešní době toto slovo hodně slyšíme, zvláště když slyšíme o televizích s plochou obrazovkou. Plazma je čtvrtý stav hmoty. Za určitých podmínek je stav plazmy podobný stavu plynnému: jeho molekulární soudržnost je velmi slabý, nemá určitý tvar, získává tvar nádoby, která jej obsahuje a je stlačitelný. Za obecných podmínek má plyn nízkou úroveň ionizace, takže jeho molekuly jsou stabilní a plyn není vodičem elektřiny. Rozdíl oproti plynnému stavu spočívá v tom, že v plazmě je většina jeho molekul ionizována, což znamená, že mají elektrické náboje, že když jsou vystaveni magnetickému nebo elektrickému poli, budou reagovat zrychlením částic a způsobením otřesů, díky nimž budou uvolňovat částice subatomární. Tento jev se používá u vynálezů, jako jsou energeticky úsporné žárovky, kde vlákna vytvářejí elektrické pole, které kdy zrychlení molekul par rtuti uvnitř lampy, což způsobí jejich srážku a emitování fotonů, tj. světlo. Stejný princip se aplikuje na plazmové obrazovky, kde každý pixel (každý barevný bod) je složen ze tří buněk, jeden pro každou barvu (zelená, červená a modrá); Každý z nich obsahuje neonový nebo xenonový plyn, který při polarizaci a kvůli rozdílům napětí emituje fotony; kombinace buněk, které emitují fotony, a počtu emitovaných fotonů umožňuje zobrazit jakoukoli barvu v daném pixelu.

• Sdílejí obecné charakteristiky plynů.
• Jeho molekuly mají slabé kohezní síly, takže jsou odděleny a volně se pohybují.
• Nemají určitý tvar, takže mají tvar nádoby, která je obsahuje.
• Jsou tak daleko od sebe, nemají konstantní objem, takže je lze komprimovat a zabírat menší objem.
• Jeho molekuly jsou ionizované, takže je vodičem elektřiny.

Dalším kritériem, které je třeba vzít v úvahu při popisu agregačních stavů hmoty, jsou teplotní a stejné tělo může mít různé stavy, pokud se mění teplota nebo tlak, kterému je vystaven. Příkladem toho je voda. Při průměrných teplotách (mezi 1 ° C a 90 ° C) je voda kapalná. Když se teplota zvýší, odpaří se a stane se plynným skupenstvím. Tento bod odpařování je ve vztahu k výšce nad hladinou moře. Na hladině moře voda vaří při 100 ° C, zatímco s rostoucí výškou klesá bod varu; například v nadmořské výšce 2 000 metrů (jako v Mexico City) je teplota varu 92 ° C. Na druhou stranu voda získává pevný stav, když je při velmi nízkých teplotách. Od 0 ° C voda zmrzne a ztuhne. Zůstane pevná, pokud udržuje tyto nízké teploty. Jak teplota stoupá, vrací se do kapalného stavu.

Změny v agregačním stavu hmoty:

Ne všechny záležitosti mění stav stejným způsobem. Některé mohou například přecházet z pevných látek do plynů, aniž by procházely kapalným stavem. Názvy změn stavu jsou následující:

Fúze. Je to, když pevná látka přejde do kapalného stavu působením tepla. K tomu dochází například při zahřátí železa na více než 4 500 ° C.

Tuhnutí. To je to, co se stane, když kapalina přejde do pevného stavu, obvykle když její teplota poklesne. To se stane, když voda dosáhne teploty 0 ° nebo nižší.

Vypařování. Je to, když se kapalina po zvýšení své teploty stane plynným skupenstvím. Stává se to například u amoniaku, který se odpařuje při pokojové teplotě.

Sublimace. Je to, když pevná látka přejde do plynného stavu, aniž by prošla kapalným stavem. To je patrné u pevného CO2 (také nazývaného suchý led).

Reverzní sublimace. Jedná se o opak předchozího procesu, kdy plyn prochází do pevného stavu, aniž by prošel kapalinou. K tomu dochází například tehdy, když jsou výpary jódu vystaveny nízkým teplotám a vytvářejí krystaly jódu.

Kondenzace. To se stane, když pára sníží svou teplotu, přičemž má kapalnou formu, stabilnější při této teplotě. To se stane s vodní párou, když je teplota snížena na méně než 90 nebo 100 ° C.

Zkapalnění. V tomto procesu je hmota, která je za normálních teplotních a atmosférických tlaků plyn, vystavena vysokým tlakům a nízkým teplotám, což způsobuje, že přejde do kapalného stavu. Jedná se o proces, kterému je zkapalněný ropný plyn vystavován k přepravě a skladování pro domácí použití v kamen.