Az anyagállapotok jellemzői

Anyag vesz minket körül. Minden körülöttünk, beleértve önmagunkat is, anyag. Bár minden anyag különbözik, vannak olyan jellemzők, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy osztályozzuk aggregációs állapota, vagyis a molekulák összetartása alapján.

Az osztályozáshoz és leíráshoz több általános kritérium vonatkozik az anyagállapotok jellemzői. Ezek a térfogat, az alak és a összenyomhatóság és a molekuláris kohézió. A térfogat azt a helyet jelenti, amelyet a test a térben elfoglal, amely lehet állandó, tágulhat vagy összehúzódhat. Az alakot abban az esetben veszik figyelembe, hogy a kérdéses anyag megszerezheti az azt tartalmazó edény alakját, mindent kitöltve, vagy hogy megtartja saját alakját. Az összenyomhatóság a test összenyomódásának, kisebb térfogatának a képessége. A kohézió arra az erőre utal, amellyel az anyagot alkotó molekulák összetapadnak. Ezek a kötelékek lehetnek erősek vagy gyengék.

Az anyag szilárdtest-jellemzői

Szilárd állapotban az anyag molekulái erős kohéziós erőket tartanak fenn egymással, ami lehetővé teszi számukra az alakjuk és a térfogatukat állandóak, vagyis megőrzik saját formájukat, térfogatuk mindig azonos és összenyomhatatlanok, vagyis nem tömöríthetők és nem csökkenthetők mennyisége. Molekuláik kohéziója miatt gyakori, hogy alakjuk megváltoztatásakor eljutnak egy olyan pontra, ahol megszakadnak, mivel molekuláik nem csúsznak könnyen egymáson. Ilyen állapotra példák a fémek, a fa vagy a műanyag.

• Molekulái nagyon erős kohéziós erőkkel rendelkeznek, ezért nagyon közel vannak egymáshoz.
• Állandó alakjuk van.
• Állandó hangerővel rendelkeznek
• Nem lehet tömöríteni.
• Molekulái csekély mozgékonyságúak, így bár képesek megnyúlni, az erő alkalmazásával hajlamosak megtörni.

Az anyag folyékony állapotának jellemzői

Folyékony állapotban a molekulák közötti kohéziós erők kisebbek, lehetővé téve számukra, hogy egymáson csúszjanak. A molekulák ilyen csúszó kapacitása lehetővé teszi számukra, hogy állandó térfogatot tartsanak fenn, és egyúttal felvegyék az őket tartalmazó edény alakját, kitöltve réseiket. Ezek szintén összenyomhatatlanok és nem csökkenthetik a hangerőt. Folyékonyak, így ha sugárzásukat megszakítják, majd folytatják, akkor egyesül, egyetlen testet alkotva. Folyadékok például a víz, a higany vagy a vulkanikus magma.

• Molekuláik erős kohéziós erőkkel rendelkeznek, ezért nagyon közel vannak egymáshoz, de átcsúszhatnak egymáson.
• Nincs határozott alakjuk, ezért az őket tartalmazó edény formáját veszik fel.
• Állandó hangerővel rendelkeznek
• Nem lehet tömöríteni
• Molekuláik nagyon mozgékonyak, ezért hajlamosak összetapadni akkor is, ha áramlásuk megszakad, vagy erő hat.

Az anyag gáz halmazállapotának jellemzői

Ebben az anyagállapotban a molekulák kohéziója nagyon gyenge, ezért széles körben el vannak választva egymástól. Nincs meghatározott alakjuk, képesek átvenni az őket tartalmazó tartály alakját. Azáltal, hogy gyenge kohéziós erők vannak, amelyek hajlamosak egymásra, térfogatuk sem állandó, a lehető legnagyobb térfogatot foglalja el, de ugyanakkor összenyomható egy nagyon kicsi. A gáz halmazállapotú anyagokra példák a levegő, a főzőgáz vagy a füst.

• Molekuláinak gyenge kohéziós erői vannak, ezért elválnak és szabadon mozognak.
• Nincs határozott alakjuk, ezért az őket tartalmazó edény formáját veszik fel.
• Olyan távol egymástól, nincs állandó térfogatuk, ezért összenyomhatók és kisebb térfogatot foglalnak el.
• Molekuláris szétválasztásuk miatt nem vezetnek áramot.

Az anyag plazmaállapotának jellemzői

Manapság sokat halljuk ezt a szót, különösen, ha síkképernyős televíziókról hallunk. A plazma az anyag negyedik állapota. Bizonyos körülmények között a plazma állapota hasonló a gáz halmazállapotához: molekuláris kohéziója nagyon gyenge, nincs meghatározott alakja, elnyeri az azt tartalmazó edény alakját, és összenyomható. Általános körülmények között a gáznak alacsony az ionizációs szintje, ezért molekulái stabilak, és a gáz nem elektromos vezető. A különbség a gáz halmazállapotban az, hogy a plazmában a molekulák többsége ionizált, ami azt jelenti, hogy elektromos töltésekkel rendelkeznek, hogy mágneses vagy elektromos térnek kitéve a részecskék felgyorsításával és sokkokkal járnak, amelyek részecskéket engednek ki belőlük szubatomi. Ezt a jelenséget olyan találmányokban használják, mint például energiatakarékos lámpák, ahol az izzószálak elektromos teret hoznak létre, amikor felgyorsítja a lámpa belsejében levő higanygőz molekuláit, aminek következtében ütköznek és fotonokat bocsátanak ki, vagyis fény. Ugyanezt az elvet alkalmazzák a plazmaképernyőkön is, ahol minden képpont (minden színpont) három cellából áll, mindegyik színhez egy (zöld, piros és kék); mindegyik neon- vagy xenongázt tartalmaz, amelyek polarizációnak kitéve és feszültségkülönbségek miatt fotonokat bocsátanak ki; a fotonokat kibocsátó sejtek és a kibocsátott fotonok száma kombinációja lehetővé teszi bármely szín megjelenítését abban a pixelben.

• Megosztják a gázok általános jellemzőit.
• Molekuláinak gyenge kohéziós erői vannak, ezért elválnak és szabadon mozognak.
• Nincs határozott alakjuk, ezért az őket tartalmazó edény formáját veszik fel.
• Olyan távol egymástól, nincs állandó térfogatuk, ezért összenyomhatók és kisebb térfogatot foglalnak el.
• Molekulái ionizáltak, tehát áramvezető.

Az anyag aggregációs állapotainak leírásakor figyelembe kell venni a hőmérsékletet és a hőmérsékletet is nyomás, mivel ugyanaz a test különböző állapotokkal rendelkezhet, ha a hőmérséklet vagy nyomás változik. Erre példa a víz. Átlagos hőmérsékleten (1 ° C és 90 ° C között) a víz folyékony. Amikor a hőmérséklet emelkedik, elpárolog és gáz halmazállapotúvá válik. Ez a párolgási pont a tengerszint feletti magassághoz viszonyul. Tengerszinten a víz 100 ° C-on forr, míg a magasság növekedésével a forráspont csökken; például 2000 méter magasságban (mint Mexikóvárosban) a forráspont 92 ° C. Másrészt a víz akkor kap szilárd állapotot, ha nagyon alacsony hőmérsékleten van. 0 ° C-tól a víz lefagy és megszilárdul. Szilárd marad mindaddig, amíg fenntartja ezeket az alacsony hőmérsékleteket. A hőmérséklet növekedésével visszatér a folyékony állapotba.

Az anyag összesített állapotának változásai:

Nem minden anyag változtatja meg az állapotot egyformán. Egyesek a szilárd anyagokból a gázokba léphetnek anélkül, hogy például folyékony állapotban mennének keresztül. Az állapotváltozások neve a következő:

Fúzió. Ekkor egy szilárd anyag hő hatására folyékony állapotba kerül. Ez történik például akkor, ha a vasat 4500 ° C fölé melegítik.

Megszilárdulás. Ez történik akkor, amikor egy folyadék szilárd állapotba kerül, általában amikor a hőmérséklete csökken. Ez történik, amikor a víz 0 ° vagy annál alacsonyabb hőmérsékletet ér el.

Párolgás. Ekkor egy folyadék hőmérsékletének növelése után gáz halmazállapotúvá válik. Például ammóniával történik, amely szobahőmérsékleten elpárolog.

Szublimáció. Ez az, amikor egy szilárd anyag gáz halmazállapotba kerül, anélkül, hogy átmenne a folyékony állapoton. Ez észrevehető a szilárd CO2 (szárazjégnek is nevezett) esetében.

Fordított szublimáció. Ez az előző folyamathoz képest fordított folyamat, amikor egy gáz szilárd állapotba megy át anélkül, hogy a folyadékon átmenne. Ez például akkor történik, amikor a jódgőzöket alacsony hőmérsékletnek teszik ki, jódkristályokat képezve.

Páralecsapódás. Ez akkor történik, amikor egy gőz csökkenti hőmérsékletét, folyékony formáját öltve, stabilabb ezen a hőmérsékleten. Ez történik a vízgőzzel, ha a hőmérsékletet 90 vagy 100 ° C alá csökkentik.

Cseppfolyósítás. Ebben a folyamatban egy olyan anyagot, amely normál hőmérsékleti és légköri nyomáson gáz, magas nyomásnak és alacsony hőmérsékletnek tesznek ki, ami folyékony állapotba kerül. Ez az a folyamat, amelynek során a cseppfolyósított földgázt szállítják és tárolják háztartási használatra kályhákban.