Aineiden valtioiden ominaisuudet

Meitä ympäröi aine. Kaikki ympärillämme, myös itse, on asia. Vaikka kaikki aine on erilainen, on olemassa joukko ominaisuuksia, joiden avulla voimme luokitella sen sen aggregaatiotilan eli sen molekyylien pitämisen mukaan.

Luokittelulle ja kuvaukselle on useita yleisiä kriteerejä aineen tilan ominaisuudet. Nämä ovat tilavuus, muoto ja kokoonpuristuvuus ja molekulaarinen yhteenkuuluvuus. Tilavuus viittaa kehon avaruudessa käyttämään paikkaan, joka voi olla vakio, laajentua tai supistua. Muoto otetaan huomioon siinä mielessä, että kyseinen aine voi hankkia sen sisältävän astian muodon, joka täyttää kaiken tai että se säilyttää oman muodon. Kokoonpuristuvuus on kappaleen kyky puristaa kokoon, ottaa pienempi tilavuus. Koheesio tarkoittaa voimaa, jolla aineen muodostavat molekyylit tarttuvat yhteen. Nämä sidokset voivat olla vahvoja tai heikkoja.

Kiinteän aineen ominaisuudet

Kiinteässä tilassa aineen molekyylit ylläpitävät vahvoja yhteenkuuluvuusvoimia keskenään, mikä antaa niille muodon ja tilavuuden vakiona eli ne säilyttävät oman muodonsa, niiden tilavuus on aina sama ja ne ovat puristamattomia, toisin sanoen niitä ei voida pakata ja pienentää sen määrä. Molekyylien yhteenkuuluvuuden vuoksi on tavallista, että kun ne muuttavat muotoa, he saavuttavat pisteen, jossa ne murtuvat, koska niiden molekyylit eivät liu'u helposti toistensa yli. Esimerkkejä aineen tilasta ovat metallit, puu tai muovi.

• Sen molekyyleillä on erittäin vahvat koheesio voimat, joten ne ovat hyvin lähellä toisiaan.
• Niillä on vakio muoto.
• Niiden tilavuus on vakio
• Niitä ei voida pakata.
• Sen molekyyleillä on vähän liikkuvuutta, joten vaikka ne voivat venyttää, voimalla ne hajoavat.

Aineen nestemäisen tilan ominaisuudet

Nestemäisessä tilassa molekyylien väliset koheesiorakenteet ovat pienemmät, jolloin ne voivat liukua toistensa yli. Tämän molekyylien liukukapasiteetin ansiosta ne voivat ylläpitää vakiotilavuutta ja samalla ottaa käyttöön niitä sisältävän säiliön muodon ja täyttää aukot. Ne ovat myös puristamattomia eivätkä voi vähentää niiden määrää. Ne ovat nestemäisiä, joten jos heidän suihkunsa keskeytetään ja jatketaan, se yhdistyy muodostaen yhden kappaleen. Esimerkkejä nesteistä ovat vesi, elohopea tai tulivuoren magma.

• Sen molekyyleillä on vahvat yhteenkuuluvuusvoimat, joten ne ovat hyvin lähellä toisiaan, mutta ne voivat liukua toistensa yli.
• Niillä ei ole selkeää muotoa, joten ne ottavat sen sisältävän astian muodon.
• Niiden tilavuus on vakio
• Niitä ei voida pakata
• Niiden molekyylit ovat erittäin liikkuvia, joten niillä on taipumus tarttua yhteen, vaikka niiden virtaus keskeytyisi tai voimaa käytettäisiin.

Aineen kaasumaisen tilan ominaisuudet

Tässä aineen tilassa molekyylien koheesio on hyvin heikkoa, joten ne ovat hyvin erillään toisistaan. Niillä ei ole määriteltyä muotoa, ja ne voivat omaksua ne sisältävän säiliön muodon. Heikko koheesio, jolla on taipumus torjua toisiaan, myös niiden määrä ei ole vakio, suurin mahdollinen tilavuus, mutta samalla se voidaan pakata viemään hyvin pieni. Esimerkkejä kaasumaisessa tilassa olevasta aineesta ovat ilma, keittokaasu tai savu.

• Sen molekyyleillä on heikot yhteenkuuluvuusvoimat, joten ne ovat erillään ja liikkuvat vapaasti.
• Niillä ei ole selkeää muotoa, joten ne ottavat sen sisältävän astian muodon.
• Koska ne ovat niin kaukana toisistaan, niiden tilavuus ei ole vakio, joten ne voidaan puristaa ja vievät pienempi tilavuus.
• Molekyylierotuksensa vuoksi ne eivät johda sähköä.

Aineen plasmatilan ominaisuudet

Kuulemme tämän sanan paljon nykyään, varsinkin kun kuulemme taulutelevisioista. Plasma on aineen neljäs tila. Tietyissä olosuhteissa plasmatila on samanlainen kuin kaasumainen tila: sen molekyylien koheesio on hyvin heikko, sillä ei ole varmaa muotoa, se saa sen sisältävän ja puristettavan astian muodon. Yleisissä olosuhteissa kaasulla on matala ionisaatiotaso, joten sen molekyylit ovat stabiileja eikä kaasu ole sähkönjohdin. Ero kaasumaiseen tilaan on se, että plasmassa suurin osa sen molekyyleistä on ionisoituja, mikä tarkoittaa, että niillä on sähkövaroja, että altistuessaan magneettiselle tai sähkökentälle ne reagoivat kiihdyttämällä hiukkasia ja aiheuttamalla iskuja, jotka saavat heidät vapauttamaan hiukkasia subatomiset. Tätä ilmiötä käytetään keksinnöissä, kuten energiansäästölampuissa, joissa hehkulangat tuottavat sähkökentän kuin milloin kiihdyttää elohopeahöyryn molekyylejä lampun sisällä, jolloin ne törmäävät ja päästävät fotoneja, kevyt. Tätä samaa periaatetta sovelletaan plasmanäyttöihin, joissa kukin pikseli (jokainen väripiste) koostuu kolmesta solusta, yksi kullekin värille (vihreä, punainen ja sininen); Kukin niistä sisältää neon- tai ksenonikaasua, joka polarisaation alaisena ja jännite-erojen vuoksi lähettää fotoneja; fotoneja tuottavien solujen ja emittoituneiden fotonien lukumäärän yhdistelmä sallii minkä tahansa värin näyttämisen kyseisessä pikselissä.

• Ne jakavat kaasujen yleiset ominaisuudet.
• Sen molekyyleillä on heikot yhteenkuuluvuusvoimat, joten ne ovat erillään ja liikkuvat vapaasti.
• Niillä ei ole selkeää muotoa, joten ne ottavat sen sisältävän astian muodon.
• Koska ne ovat niin kaukana toisistaan, niiden tilavuus ei ole vakio, joten ne voidaan puristaa ja vievät pienempi tilavuus.
• Sen molekyylit ovat ionisoituja, joten se on sähkönjohdin.

Toinen kriteeri, joka on otettava huomioon aineen aggregaatiotilojen kuvauksessa, ovat lämpötilan ja paine, koska samalla kappaleella voi olla eri tiloja, jos sille altistuva lämpötila tai paine vaihtelee. Esimerkki tästä on vesi. Keskimääräisissä lämpötiloissa (1 ° C - 90 ° C) vesi on nestemäistä. Kun lämpötila nousee, se haihtuu ja siitä tulee kaasumainen tila. Tämä haihtumispiste on suhteessa merenpinnan yläpuoliseen korkeuteen. Merenpinnalla vesi kiehuu 100 ° C: ssa, kun taas korkeuden kasvaessa kiehumispiste laskee; Esimerkiksi 2000 metrin korkeudessa (kuten Mexico Cityssä) kiehumispiste on 92 ° C. Toisaalta vesi saa kiinteän tilan, kun se on hyvin alhaisissa lämpötiloissa. 0 ° C: sta vesi jäätyy ja jähmettyy. Se pysyy kiinteänä niin kauan kuin se ylläpitää näitä matalia lämpötiloja. Lämpötilan noustessa se palaa nestemäiseen tilaan.

Muutokset aineen aggregaatiotilassa:

Kaikki aineet eivät muuta tilaa samalla tavalla. Jotkut voivat siirtyä kiinteistä aineista kaasuihin käymättä läpi esimerkiksi nestemäisen tilan. Tilamuutosten nimet ovat seuraavat:

Fuusio. Se on silloin, kun kiinteä aine menee nestemäiseen tilaan lämmön vaikutuksesta. Näin tapahtuu esimerkiksi, kun rauta kuumennetaan yli 4500 ° C: seen.

Kiinteytyminen. Näin tapahtuu, kun neste menee kiinteään tilaan, yleensä sen lämpötilan laskiessa. Näin tapahtuu, kun vesi saavuttaa 0 ° C tai sitä alemman lämpötilan.

Haihdutus. Se on silloin, kun neste lämpötilan nostamisen jälkeen muuttuu kaasumaiseksi tilaksi. Se tapahtuu esimerkiksi ammoniakin kanssa, joka haihtuu huoneenlämmössä.

Sublimaatio. Se on silloin, kun kiinteä aine menee kaasumaisessa tilassa käymättä läpi nestemäisen tilan. Tämä on havaittavissa kiinteän CO2: n (kutsutaan myös kuivajääksi) kanssa.

Käänteinen sublimaatio. Se on päinvastainen prosessi edelliseen, kun kaasu siirtyy kiinteään tilaan menemättä nesteen läpi. Tämä tapahtuu esimerkiksi silloin, kun jodihöyryt altistetaan matalille lämpötiloille muodostaen jodikiteitä.

Tiivistyminen. Tämä tapahtuu, kun höyry laskee lämpötilansa nestemäisessä muodossaan vakaammaksi tuossa lämpötilassa. Näin tapahtuu vesihöyrylle, kun lämpötila laskee alle 90 tai 100 ° C: seen.

Nesteytyminen. Tässä prosessissa aine, joka normaalissa lämpötilan ja ilmakehän paineessa on kaasu, altistetaan korkeille paineille ja matalille lämpötiloille, mikä saa sen ottamaan nestemäisen tilan. Nesteytetty maaöljy kuljetetaan ja varastoidaan kotikäyttöön uunissa.