Състояние на материята срещу фаза на материята
Във физиката нещо, което има маса на покой, може да се разглежда като материя; това е вещество във Вселената. Това могат да бъдат както най-малките частици с маса, така и най-големите звезди във Вселената. Материята, за която сме загрижени, се състои само от 4,6% от Вселената, а останалата част от масата лежи в все още неоткриваеми форми.
Подобно на енергията, материята също може да съществува в много форми. Тези форми са известни като състояния на материята. В едно състояние на материята атомите и молекулите могат да приемат различни конфигурации. Те са известни като фази.
Какво е фаза на материята?
Хомогенната част на хетерогенна система, разделена от различима граница, е известна като фаза. Обикновено се отнася до обем в пространството, където всички свойства на материята са еднакви и физическите свойства са различни.
Например, помислете за вътрешността на чайник, когато водата ври. Водата (течността) заема долната част на чайника и е разделена от стените на чайника и горната повърхност на водата. И в целия този регион химичните и физичните свойства са еднакви. Точно над водната повърхност зоната е изпълнена със смес от пара и въздух. И в този регион стените на котела и водната повърхност създават различима граница и свойствата в целия регион могат да се считат за еднакви. В този случай врящата вода е еднофазна, а паровъздушната смес е еднофазна. Така че тази система може да се разглежда като двуфазна система. Представете си вода и бензин, налети в прозрачна бутилка. Това също е двуфазна система, при която двете течности са ясно разделени от граница.
Изследването на фазите на материята е важно за определяне на физичните свойства на дадено вещество след трансформации. По време на процесите могат да възникнат фазови преходи и преходите могат да бъдат представени чрез фазова диаграма. Фазовата диаграма е диаграма, която показва как различни фази могат да възникнат при различни условия на равновесие. Когато съставът на многофазна система остане непроменен, се казва, че тя е във фазово равновесие.
Какво е състоянието на материята?
Отделните форми, които материята в различни фази може да приеме, се считат за състояние на материята. Три класически състояния на материята са твърдо, течно и газообразно.
В твърдите тела и течностите междумолекулните сили са силни и се считат за кондензирани състояния. Твърдите вещества имат най-силните междумолекулни сили; следователно структурата е здраво държана заедно от тези сили. Следователно формата на твърдото тяло не се променя.
В течностите междумолекулните сили са относително слаби; следователно те се държат умерено заедно. И молекулите могат да се плъзгат една покрай друга, но силите са достатъчно силни, за да не им позволят да избягат. В газовете междумолекулните сили са слаби на ниво, при което те са много леко задържани заедно. И те могат да се плъзгат един покрай друг и напълно да заемат обема, в който са поставени.
Материята променя състоянието в зависимост от вътрешното си енергийно ниво и температурата, която е индикатор за вътрешната енергия. При по-висока температура вибрациите в молекулите са силни и се конкурират с междумолекулните сили за освобождаване от връзките. В твърдите вещества вътрешната енергия е по-ниска и когато вътрешната енергия се увеличи на определено ниво, връзките се разхлабват и твърдият лед ще стане течен. С по-нататъшно увеличаване на вътрешната енергия / температура, течността ще се трансформира в газ.
Плазмата също се счита за физическо състояние на материята, при което електроните на газа са отделени и както електронът, така и ядрата са на много високи енергийни нива. По-голямата част от материята във Вселената е в тази форма; в огромните облаци между звездите, наречени междузвездни облаци, и в звездите, където генерираната топлина ги превръща в плазма.
Стъклото и течните кристали също се считат за отделни състояния във физиката. А при много ниски температури материята образува различни състояния като свръхфлуиди и кондензати на Бозе-Айнщайн. В екстремни случаи черните дупки също се считат за друго състояние на материята, чиито физични свойства не са ни известни.
Каква е разликата между състоянието на материята и фазата на материята?
• Фазата е област с еднакви химични и физични свойства и е разделена от различими граници.
• Състоянията на материята са формите, в които могат да съществуват различни фази. Твърдо, течно и газообразно състояние са най-често срещаните състояния на материята на земята.
• В едно състояние на материята могат да съществуват много форми на фази. Например разгледайте бутилката с бензин и вода. И двете са в течно състояние, но в различни фази. Същата концепция може да се приложи към твърди вещества, въпреки че газовете са склонни да нарушават това, но не изрично.
