Jaké jsou stavy hmoty?
Stavy hmoty jsou různé fyzikální formy, které může hmota dosáhnout v závislosti na její molekulární konfiguraci. Tyto tři klasické stavy - pevné, kapalné a plynu - jsou snadno pozorovatelné na Zemi a je možné přejít z jednoho na druhého. Mezi neklasické stavy hmoty, plazma je nejhojnější, což představuje velké procento z baryonic hmoty ve známém vesmíru. Jiné neklasické státy mohou nést silnou podobnost s klasickými, vyžadují specifické podmínky prostředí nebo existují především teoreticky. Kondenzát Bose-Einstein, jeden z prvních potvrzených teoretických stavů, je široce přijímán jako pátý primární stav hmoty, následující tři klasické a plazma.
Stav hmoty objektu závisí do značné míry na síle a charakteru jeho mezimolekulárních sil. V pevných látkách, například síly jsou dostatečně silné, aby balení částic blízko u sebe, což umožňuje vibrace jako jedinou formu pohybu. Výsledkem je, že pevné látky jsou schopny dosáhnout určitých tvarů a objemů. Kapaliny naopak mají slabší mezimolekulární síly, které částice přitahují k sobě. Kapaliny nemají jednoznačný tvar; sledují podobu svých kontejnerů a zaplňují tolik prostoru, kolik dovolují jejich objemy. Tyto mezimolekulární síly plynů jsou ještě slabší než kapaliny, což má tvar, který má tendenci expandovat v průběhu celé nádobě, bez ohledu na množství těchto plynů.
Tři klasické stavy hmoty mohou přecházet z jednoho do druhého pomocí tepla a tlaku. Proces, jehož prostřednictvím pevné látky staly tekutiny je známý jako tání, zatímco zadní je známý jako zmrazení nebo tuhnutí. Toto je často ilustrován s vodou - v kapalném stavu, může být voda zmrzla na led, pevná látka, která může být následně roztaven zpět do kapalné vody. Při dostatečném množství tepla a tlaku se z kapalin mohou stát plyny procesem známým jako odpařování; jehož rub je známý jako kondenzace. Pevné látky se mohou přeměňovat přímo na plyny pomocí sublimace, zatímco plyny se mohou stát usazením.
Ačkoli klasické stavy hmoty jsou běžně pozorovány na Zemi, plazma tvoří většinu hmoty ve hvězdách. Plazma je ionizovaný plyn, který na rozdíl od klasického stavu generuje elektromagnetické proudy. Kondenzáty Bose-Einstein, pojmenované po Satyendra Nath Bose a Albert Einstein, jsou plyny chlazené do bodu, kdy částice přestávají působit nezávisle, což má za následek singulární kvantový stav bez tření. Mimo těchto pěti hlavních skupenství, vědci se domnívají, o mnoha dalších, jako jsou podivné a temné hmoty. Brýle a kapalných krystalů, mimo jiné, jsou považovány za odlišné dost z pěti, které mají být klasifikovány jako neklasické skupenstvích vlastního ohledu.