Definition af tilstand

click fraud protection

Fysik og kemi studerer både stof, energi og interaktioner mellem dem. Fra termodynamikens love ved videnskabsmænd, at materie kan ændre tilstande, og summen af ​​et systems materie og energi er konstant. Når energi tilføjes eller fjernes til materie, ændrer den tilstand til at danne en sagen. En sagstilstand er defineret som en af ​​måderne, hvorpå stof kan interagere med sig selv for at danne en homogen fase.

Status for stof vs fase af spørgsmål

Udtrykkene "tilstand af stof" og "fase af stof" bruges om hverandre. For det meste er dette fint. Teknisk kan et system indeholde flere faser af den samme sagstilstand. For eksempel kan en stålstang (et fast stof) indeholde ferrit, cementit og austenit. En blanding af olie og eddike (en væske) indeholder to separate flydende faser.

State of Matter

I hverdagen findes fire faser af materie: faststoffer, væsker, gasser, og plasma. Der er dog opdaget flere andre tilstande. Nogle af disse andre tilstande forekommer ved grænsen mellem to tilstande, hvor et stof ikke rigtig viser egenskaberne for en af ​​staten. Andre er mest eksotiske. Dette er en liste over nogle stoftilstande og deres egenskaber:

instagram viewer

Solid: Et fast stof har en defineret form og volumen. Partikler i et fast stof pakkes meget tæt sammen fast i et ordnet arrangement. Arrangementet kan være tilstrækkeligt beordret til at danne en krystal (fx NaCl eller bordsaltkrystall, kvarts), eller arrangementet kan være forstyrret eller amorft (f.eks. Voks, bomuld, vinduesglas).

Væske: En væske har et defineret volumen, men mangler en defineret form. Partikler i en væske pakkes ikke så tæt sammen som i et fast stof, så de kan glide mod hinanden. Eksempler på væsker inkluderer vand, olie og alkohol.

Gas: En gas mangler enten en defineret form eller volumen. Gaspartikler er vidt adskilt. Eksempler på gasser inkluderer luft og helium i en ballon.

Plasma: Som en gas mangler et plasma en defineret form eller volumen. Imidlertid er partiklerne i et plasma elektrisk ladet og adskilles af store forskelle. Eksempler på plasma inkluderer lyn og aurora.

Glas: Et glas er en amorf fast stof mellemprodukt mellem et krystallinsk gitter og en væske. Det betragtes sommetider som en separat stofstilstand, fordi det har egenskaber, der er forskellige fra faste stoffer eller væsker, og fordi det findes i en metastabil tilstand.

superflydende: En superfluid er en anden flydende tilstand, der forekommer nær absolut nul. I modsætning til en normal væske har en superfluid nul viskositet.

Bose-Einstein kondensat: A Bose-Einstein kondensat kan kaldes materiens femte tilstand. I en Bose-Einstein kondensation holder stofpartiklerne op med at opføre sig som individuelle enheder og kan beskrives med en enkelt bølgefunktion.

Fermionisk kondensat: Som et Bose-Einstein-kondensat kan partikler i et fermionisk kondensat beskrives ved en ensartet bølgefunktion. Forskellen er, at kondensatet dannes af fermioner. På grund af Pauli-udelukkelsesprincippet kan fermioner ikke dele den samme kvantetilstand, men i dette tilfælde opfører par fermioner sig som bosoner.

Dropleton: Dette er en "kvantetåge" af elektroner og huller, der flyder meget som en væske.

Degenereret stof: Degenereret stof er faktisk en samling af eksotiske tilstande af stof, der forekommer under ekstremt højt tryk (f.eks. Inden i kerne af stjerner eller massive planeter som Jupiter). Udtrykket "degenererede" stammer fra den måde, hvorpå sagen kan eksistere i to stater med den samme energi, hvilket gør dem udskiftelige.

Tyngdekraft Singularitet: En singularitet, som i midten af ​​et sort hul, er ikke en sag. Dog bærer det bemærkning, fordi det er et "objekt" dannet af masse og energi, der mangler stof.

Faseændringer mellem stater

Materiale kan ændre tilstande, når energi tilføjes eller fjernes fra systemet. Normalt skyldes denne energi ændringer i tryk eller temperatur. Når sagen ændrer sig, gennemgår den en faseovergang eller faseændring.

Kilder

  • Goodstein, D. L. (1985). State of Matter. Dover Phoenix. ISBN 978-0-486-49506-4.
  • Murthy, G.; et al. (1997). "Superfluider og Supersolids på frustrerede to-dimensionelle gitter". Fysisk gennemgang B. 55 (5): 3104. doi:10,1103 / PhysRevB.55.3104
  • Sutton, A. P. (1993). Elektronisk struktur af materialer. Oxford Science Publications. pp. 10–12. ISBN 978-0-19-851754-2.
  • Valigra, Lori (22. juni 2005) MIT-fysikere Opret ny form for stof. MIT Nyheder.
  • Wahab, M.A. (2005). Solid State Physics: Struktur og egenskaber ved materialer. Alpha Science. pp. 1–3. ISBN 978-1-84265-218-3.
instagram story viewer