Jakie są stany materii?

Stany materii to różne formy fizyczne, jakie materia może osiągnąć w zależności od jej konfiguracji molekularnej. Trzy stany klasyczne - stałe, ciekłe i gazowe - są łatwo obserwowalne na Ziemi i mogą przejść z jednego do drugiego. Wśród nieklasycznych stanów materii osocze jest najbardziej obfite, co stanowi duży odsetek materii baraonicznej we znanym wszechświecie. Inne stany nieklasyczne mogą mieć silne podobieństwa do klasycznych, wymagać określonych warunków środowiskowych lub istnieją przede wszystkim teoretycznie. Kondensat Bose-Einsteina, jeden z najwcześniejszych potwierdzonych stanów teoretycznych, jest powszechnie akceptowany jako piąty stan pierwotny materii, zgodnie z trzema klasycznymi i osocza.

Stan materii obiektu zależy w dużej mierze od siły i charakteru jego sił cząsteczkowych. Na przykład w ciałach stałych siły są wystarczająco silne, aby ściśle spakować cząstki, pozwalając na wibracje jako jedyną formę ruchu. W rezultacie, stałe są w stanie osiągnąć określone kształty i objętości. Z drugiej strony ciecze mają słabsze siły międzycząsteczkowe, które łączą cząstki. Ciecze nie mają określonego kształtu; Podążają za formą swoich pojemników i wypełniają tyle przestrzeni, ile pozwalają ich tomy. Międzycząsteczkowe siły gazów są jeszcze słabsze niż ciecze, co powoduje kształt, który ma tendencję do rozszerzania się na cały pojemnik, niezależnie od objętości gazów.

Trzy klasyczne stany materii mogą przejść z jednego do drugiego przy pomocy ciepła i ciśnienia. Proces, w którym stałe stały się płynami, jest znany jako topnienie, podczas gdy odwrotność jest znana jako zamrażanie lub zestalenie. Często ilustruje to wodę - w stanie ciekłym woda można zamrozić w lodzie, stałą, którą można następnie stopić z powrotem w ciekłej wodzie. Z wystarczającą ilością ciepła i ciśnienia ciecze mogą stać się gazy przezUgh proces zwany parą; którego odwrotność jest znana jako kondensacja. Solidne mogą przejść bezpośrednio w gazy poprzez sublimację, podczas gdy gazy mogą stać się ciałem stałym poprzez osadzanie.

Chociaż klasyczne stany materii są powszechnie obserwowane na Ziemi, osocze stanowi większość materii w gwiazdach. Plazma jest jonizowanym gazem, który w przeciwieństwie do stanu klasycznego generuje prądy elektromagnetyczne. Kondensaty Bose-Einsteina, nazwane na cześć Satyendra Nath Bose i Albert Einstein, są gazy chłodzone do punktu, w którym cząsteczki przestają działać niezależnie, co powoduje pojedynczy, pozbawiony tarcia stan kwantowy. Poza tymi pięcioma głównymi stanami materii naukowcy teoretyzują o wielu innych, takich jak dziwna i ciemna materia. Szklanki i ciekłe kryształy, między innymi, są uważane za wystarczająco różne od pięciu, które należy sklasyfikować jako nieklasyczne stany materii własnego.