שתף:
5 המדינות של צבירת חומרים
ה מצבי צבירה של חומר הם קשורים לעובדה שהיא יכולה להתקיים במצבים שונים, בהתאם לצפיפות המוצגת על ידי המולקולות המרכיבות אותה. מדע הפיסיקה הוא האחראי על לימוד טבעו ותכונותיו של החומר והאנרגיה ביקום.
מושג החומר מוגדר כל מה שמרכיב את היקום (אטומים, מולקולות ויונים), אשר יוצר את כל המבנים הפיזיים הקיימים. החקירות המדעיות המסורתיות שנתנו על ידי השלמה את מצבי הצבירה של החומר כמו אלה המיוצגים בשלושה ידוע: מוצק, נוזלי או גזי.
עם זאת, ישנם שני שלבים נוספים אשר נקבעו לאחרונה, המאפשר לסווג אותם ככזה ולהוסיף אותם לשלוש מדינות המקורי (שנקרא פלסמה, ואת Bose-Einstein מעובה).
אלה מייצגים צורות נדירות יותר של החומר מאשר אלה מסורתיים, אבל בתנאים הנכונים להפגין מאפיינים פנימיים ייחודיים מספיק כדי להיות מסווגים מדינות צבירה.
אינדקס
- 1 מדינות של צבירת חומר
- 1.1 מוצק
- 1.2 נוזלי
- 1.3 גז
- 1.4 פלזמה
- 1.5 Bose-Einstein מעובה
- 2 הפניות
ארצות של צבירת חומר
מוצק
כשמדברים על חומר מוצק זה יכול להיות מוגדר כי שבו המולקולות המרכיבות מצטרפים באופן קומפקטי, המאפשר מרחב קטן מאוד בינם לבין מתן אופי נוקשה למבנה ממנו.
בדרך זו, חומרים במצב זה של צבירת לא זורמים באופן חופשי (כמו נוזלים) או להרחיב volumetrically (כמו גזים), למטרות של יישומים שונים, נחשבים חומרים unpressible.
בנוסף, הם עשויים להיות מבנים גבישיים, אשר מאורגנים בצורה מסודרת או קבוע או בהפרעה ולא סדירה, כמו מבנים אמורפי.
במובן זה, מוצקים אינם בהכרח הומוגניים במבנה שלהם, להיות מסוגלים למצוא את אלה כי הם הטרוגנית מבחינה כימית. יש להם את היכולת ללכת ישירות למצב נוזלי בתהליך פיוז'ן, כמו גם לעבור את הגז על ידי סובלימציה.
סוגי מוצקים
חומרים מוצקים מחולקים לסדרה של סיווגים:
המתכות: הם מוצקים חזקים ודחוסים שבנוסף הם מוליכים מצוינים של חשמל (על ידי האלקטרונים החופשיים שלהם) וחום (על ידי מוליכות תרמית שלהם). הם מהווים חלק גדול של הטבלה המחזורית של האלמנטים, והוא יכול להיות מחובר עם מתכת אחרת או שאינו מתכת כדי ליצור סגסוגות. על פי המתכת המדוברת ניתן למצוא אותם באופן טבעי או מלאכותי.
מינרלים
האם אלה מוצקים באופן טבעי באמצעות תהליכים גיאולוגיים המתרחשים בלחץ גבוה.
מינרלים מקוטלגים זאת על ידי המבנה הגבישי שלה עם מאפיינים אחידים, ומשתנים מאוד להקליד פי החומר כי הוא מדבר ואת הרקע. סוג זה של מוצק הוא מאוד נפוץ למצוא ברחבי כדור הארץ.
קרמיקה
האם מוצקים שנוצרים מחומרים אורגניים שאינם מתכתיים, בדרך כלל על ידי יישום של חום, ויש להם מבנים גבישיים או semicrystalline.
המומחיות של סוג זה של חומר היא כי זה יכול לפזר טמפרטורות גבוהות, השפעות וכוח, מה שהופך אותו מרכיב מצוין עבור טכנולוגיות אווירונאוטיות, אלקטרוניות ואפילו צבאיות מתקדמות..
מוצקים אורגניים
האם אלה מוצקים אשר מורכבים בעיקר של פחמן אלמנטים ומימן, אולי גם להחזיק מולקולות חנקן, חמצן, זרחן, גופרית או הלוגן במבנהו.
חומרים אלה משתנים מאוד, תצפית חומרים החל פולימרים טבעיים ומלאכותיים כדי שעווה פרפין שמקורם פחמימנים.
חומרים מרוכבים
האם אלה חומרים מודרניים יחסית שפותחו על ידי חיבור שני מוצקים או יותר, יצירת חומר חדש עם המאפיינים של כל אחד מרכיביו, תוך ניצול המאפיינים של אלה עבור חומר מעולה על המקור. דוגמאות לכך כוללות בטון מזוין ועץ מרוכב.
מוליכים למחצה
הם נקראים על התנגדותם ומוליכות החשמל שלהם, הממקמת אותם בין מוליכים מתכתיים ומשרנים שאינם מתכתיים. הם משמשים לעתים קרובות בתחום האלקטרוניקה המודרנית כדי לצבור אנרגיה סולארית.
ננו
הם מוצקים בממדים מיקרוסקופיים, המביאים לכך שהם מציגים מאפיינים שונים מגירסתם הגדולה יותר. הם מוצאים יישומים בתחומים מיוחדים של מדע וטכנולוגיה, כמו בתחום של אחסון אנרגיה.
חומרים ביולוגיים
הם חומרים טבעיים וביולוגיים בעלי מאפיינים מורכבים וייחודיים, שונים מכל מוצקים אחרים, בשל מקורם, באמצעות מיליוני שנים של אבולוציה. הם מורכבים מרכיבים אורגניים שונים, והם יכולים להיווצר מחדש על פי המאפיינים הפנימיים שיש להם.
נוזלי
זה נקרא נוזל לאותו חומר כי הוא במצב כמעט בלתי דחיסה, אשר תופסת את נפח המיכל שבו הוא ממוקם.
שלא כמו מוצקים, נוזלים זורמים בחופשיות דרך השטח שבו הם נמצאים, אבל הם לא להרחיב volumetrically כמו גזים; מסיבה זו, הם שומרים על צפיפות מתמדת כמעט. יש להם גם את היכולת להרטיב או להרטיב את המשטחים שהם נוגעים בשל מתח הפנים.
הנוזלים נשלטים על ידי נכס המכונה צמיגות, אשר מודד את ההתנגדות של אותו דפורמציה על ידי חיתוך או תנועה.
על פי התנהגותו לגבי צמיגות ו דפורמציה, נוזלים ניתן לסווג נוזלים ניוטונית ולא ניוטונית, אם כי מאמר זה לא יידונו בפירוט..
חשוב לציין כי שני אלמנטים נמצאים במצב הזה של אגרגציה בתנאים נורמלים להתקיים רק: ברום כספי, גם יכול להגיע בקלות נוזלת צזיום, גליום, פרנציום רובידיום בתנאים מתאימים.
הם יכולים ללכת למצב מוצק על ידי תהליך מיצוק, כמו גם להפוך גזים על ידי רותחים.
סוגי נוזלים
על פי המבנה שלה, נוזלים מחולקים לחמישה סוגים:
ממיסים
המייצגים את כל אלה נוזלים נפוצים ולא משותף עם רק סוג אחד של מולקולות במבנה שלהם, ממיסים הם אותם חומרים המשמשים כדי להמיס חומרים מוצקים ונוזלים אחרים בתוכם, כדי ליצור סוגים חדשים של נוזלים.
פתרונות
האם אלה נוזלים בצורה של תערובת הומוגנית, אשר נוצרו על ידי איחוד של מומס ממס, המומס יכול להיות נוזל מוצק או אחר.
אמולסיות
הם מיוצגים כמו נוזלים אלה שנוצרו על ידי תערובת של שני נוזלים בדרך כלל בלתי ניתן. הם נצפו כמו נוזל התלוי בתוך אחר בצורת גלולות, והוא ניתן למצוא W / O (מים בשמן) או O / W (שמן במים), בהתאם למבנה שלהם.
השעיות
המתלים הם אלה נוזלים שבהם יש חלקיקים מוצקים מושעה ממס. הם יכולים להיווצר בטבע, אבל הם נצפו יותר בדרך כלל בתחום התרופות.
תרסיסים
הם נוצרים כאשר גז מועבר דרך נוזל הראשון הוא התפזר השני. חומרים אלה הם בעלי אופי נוזלי עם מולקולות גזי, וניתן להפריד אותם עם עליית הטמפרטורה.
גז
הוא נחשב כגז למצב של החומר הדחוס, שבו המולקולות מופרדות ומפוזרות במידה ניכרת, ואילו אלה מתפשטות לכדי נפח המכולה שבה הן מכילות.
כמו כן, ישנם מספר גורמים כי הם במצב גז טבעי, והוא יכול להיקשר לחומרים אחרים כדי ליצור תערובות גז.
גזים ניתן להמיר ישירות לתוך נוזלים על ידי תהליך של עיבוי, לתוך מוצקים על ידי תהליך יוצא דופן של בתצהיר. בנוסף, הם יכולים להיות מחומם לטמפרטורות גבוהות מאוד או עברו דרך שדה אלקטרומגנטי חזק כדי ליינן אותם, המרת אותם לתוך פלזמה.
לאור אופיו המסובך וחוסר היציבות שלו על פי תנאי הסביבה, מאפייני הגזים עשויים להשתנות בהתאם ללחץ ולטמפרטורה שבה הם נמצאים, ולכן לפעמים עבודה עם גזים בהנחה שהם "אידיאליים".
סוגי גזים
ישנם שלושה סוגים של גזים על פי המבנה שלהם ואת המוצא, אשר מתוארים להלן:
אלמנטלים טבעיים
הם מוגדרים כאלמנטים אלה הנמצאים במצב גזי בטבע ובתנאים רגילים, ונצפים על כדור הארץ כמו גם על כוכבי לכת אחרים.
במקרה זה, חמצן, מימן, חנקן גזים אצילי, כמו גם כלור ופלואור, ניתן להזכיר כדוגמה..
תרכובות טבעיות
הם גזים שנוצרים בטבע על ידי תהליכים ביולוגיים והם עשויים משני אלמנטים או יותר. הם נוצרים בדרך כלל על ידי מימן, חמצן וחנקן, אם כי במקרים נדירים מאוד הם יכולים להיווצר גם עם גזים אצילים.
מלאכותי
האם אלה גזים שנוצרו על ידי אדם מן תרכובות טבעיות, פיתחה כדי לענות על הצרכים שיש לכך. גזים מלאכותיים מסוימים כגון chlorofluorocarbons, חומרי הרדמה ומעקרים יכולים להיות רעילים יותר או מזהמים ממה שחשבו בעבר, ולכן יש תקנות להגביל את השימוש המסיבי שלהם.
פלסמה
מצב זה של צבירת החומר תואר לראשונה בשנות העשרים ומאופיין בחוסר הקיום שלו על פני כדור הארץ.
הוא מופיע רק כאשר גז נייטרלי נתון לשדה אלקטרומגנטי חזק, ויוצר סוג של גז מיונן מוליך מאוד לחשמל, וגם הוא שונה במידה מספקת ממצבי הצבירה הקיימים האחרים כדי לזכות בסיווג עצמו כמדינה.
עניין במצב זה יכול להיות deionized להיות גז שוב, אבל זה תהליך מורכב הדורש תנאים קיצוניים.
משערים כי פלזמה מייצגת את המצב השופע ביותר של החומר ביקום; טיעונים אלה מבוססים על קיומו של מה שמכונה "חומר אפל", המוצע על ידי פיזיקאים קוונטים להסביר תופעות כבידה בחלל.
סוגי פלזמה
ישנם שלושה סוגים של פלזמה, אשר מסווגים רק על ידי המוצא שלהם; זה קורה אפילו בתוך אותו סיווג, מאז פלזמות הם שונים מאוד בינם לבין לדעת אחד לא מספיק כדי לדעת הכל.
מלאכותי
זה פלסמה שנעשו על ידי האדם, כמו אלה שנמצאו במסכים, מנורות פלואורסצנט ושלטי ניאון, וכן מדחפי רקטות.
ארצי
זוהי הפלסמה הנוצרת בצורה זו או אחרת על ידי כדור הארץ, מה שמבהיר כי היא מתרחשת בעיקר באטמוספרה או בסביבות דומות אחרות, וכי היא אינה מתרחשת על פני השטח. כולל ברק, רוח הקוטב, יונוספירה ומגנטוספירה.
חלל
זה פלזמה כי הוא ציין בחלל, להרכיב מבנים בגדלים שונים, המשתנים מטרים ספורים כדי הרחבות ענק של שנות אור.
פלסמה זו נצפתה בכוכבים (כולל השמש שלנו), ברוח השמש, במדיום הבינכוכבי והבין-גלקטי, בנוסף לערפיליות הבינכוכבית.
מעובה של בוז-אינשטיין
עיבוי בוז-איינשטיין הוא מושג חדש יחסית. מקורו בשנת 1924, כאשר הפיסיקאים אלברט איינשטיין וסאטינדרה נאת בוס חזו את קיומה באופן כללי.
מצב זה של החומר מתואר כגז מדולל של בוזונים - חלקיקים יסודיים או מתרכבים, הקשורים במשאבי אנרגיה - אשר מקוררים לטמפרטורות קרוב מאוד לאפס מוחלט (-273.15 K).
בתנאים אלה, בוזונים רכיב של מעובה לעבור למצב הקוונטי המינימלי שלהם, גורם להם להציג מאפיינים של תופעות מיקרוסקופיות ייחודיים מסוימים להפריד אותם מן גזים רגילים.
המולקולות של מעובה של B-E להראות תכונות מוליכות; כלומר, יש היעדר התנגדות חשמלית. הם יכולים גם להראות מאפיינים של superfluidity, מה שהופך את החומר יש צמיגות אפס, כך שהוא יכול לזרום ללא כל אובדן של אנרגיה קינטית על ידי חיכוך.
בשל חוסר היציבות ואת קיומו קצר של החומר במצב זה, שימושים אפשריים עבור סוגים אלה של המתחם עדיין נלמדים..
זו הסיבה, בנוסף לשימוש במחקרים שניסו להאט את מהירות האור, יישומים רבים עבור סוג זה של חומר לא הושגו. עם זאת, ישנם סימנים לכך שהוא יכול לעזור לאנושות במספר רב של פונקציות עתידיות.
הפניות
- BBC (s.f.). ארצות הברית. נלקח מתוך bbc.com
- למידה, ל '(s.f.). סיווג החומר. מקורו של קורסים. Lumenlearning.com
- LiveScience (s.f.). ארצות הברית. מקורו באתר
- University, P. (s.f.). ארצות הברית. מאוחזר מ chem.purdue.edu
- ויקיפדיה. (s.f.). מצב החומר. מקור: en.wikipedia.org