Definiția de stat

Fizica și chimia studiază atât materia, energia, cât și interacțiunile dintre ele. Din legile termodinamicii, oamenii de știință știu că materia poate schimba stările, iar suma materiei și a energiei unui sistem este constantă. Când energia este adăugată sau eliminată în materie, schimbă starea pentru a forma o stare a materiei. O stare a materiei este definită ca una dintre modalitățile prin care materia poate interacționa cu ea însăși pentru a forma o fază omogenă.

Starea materiei vs Faza de materie

Expresiile „starea materiei” și „faza materiei” sunt utilizate în mod interschimbabil. În mare parte, este în regulă. Tehnic, un sistem poate conține mai multe faze ale aceleiași stări de materie. De exemplu, o bară de oțel (un solid) poate conține ferită, cimentită și austenită. Un amestec de ulei și oțet (un lichid) conține două faze lichide separate.

State of Matter

În viața de zi cu zi, există patru faze ale materiei: solide, lichide, gaze și plasmă. Cu toate acestea, alte câteva stări ale materiei au fost descoperite. Unele dintre aceste alte stări apar la granița dintre două stări de materie în care o substanță nu afișează cu adevărat proprietățile ambelor stări. Alții sunt cei mai exotici. Aceasta este o listă a unor stări de materie și a proprietăților acestora:

Solid: Un solid are o formă și volum definite. Particulele dintr-un solid sunt ambalate foarte strâns și fixate într-un aranjament ordonat. Aranjamentul poate fi suficient de ordonat să formeze un cristal (de exemplu, NaCl sau cristal de sare de masă, cuarț) sau aranjamentul poate fi dezordonat sau amorf (de exemplu, ceară, bumbac, geam).

Lichid: Un lichid are un volum definit, dar îi lipsește o formă definită. Particulele dintr-un lichid nu sunt ambalate la fel de aproape ca într-un solid, permițându-le să alunece unul împotriva celuilalt. Exemple de lichide includ apă, ulei și alcool.

Gaz: Un gaz nu are o formă sau un volum definit. Particulele de gaz sunt larg separate. Exemple de gaze includ aerul și heliul dintr-un balon.

Plasma: Ca un gaz, o plasmă nu are o formă sau un volum definit. Cu toate acestea, particulele unei plasme sunt încărcate electric și sunt separate prin mari diferențe. Exemple de plasmă includ fulgerele și aurora.

Sticlă: Un pahar este un solid amorf intermediar între o grilă cristalină și un lichid. Uneori este considerată o stare separată a materiei, deoarece are proprietăți distincte de solide sau lichide și pentru că există într-o stare metastabilă.

superfluid: Un superfluid este o a doua stare lichidă care apare aproape de zero absolut. Spre deosebire de un lichid normal, un superfluid are o vâscozitate zero.

Bose-Einstein condensat: Un condens Bose-Einstein poate fi numit a cincea stare a materiei. Într-un condens Bose-Einstein, particulele de materie încetează să se comporte ca entități individuale și pot fi descrise cu o singură funcție de undă.

Condensatul fermionic: Ca un condens Bose-Einstein, particulele dintr-un condens fermionic pot fi descrise printr-o singură funcție de undă uniformă. Diferența este că condensul este format din fermioni. Din cauza principiului de excludere Pauli, fermionii nu pot împărtăși aceeași stare cuantică, dar în acest caz perechile de fermii se comportă ca niște bosoni.

Dropleton: Aceasta este o „ceață cuantă” de electroni și găuri care curg mult ca un lichid.

Materie degenerată: Materia degenerată este de fapt o colecție de stări exotice de materie care apar sub presiune extrem de ridicată (de exemplu, în miezurile stelelor sau ale planetelor masive precum Jupiter). Termenul "degenerat" derivă din modul în care materia poate exista în două state cu aceeași energie, făcându-le schimbabile.

Singularitatea gravitațională: O singularitate, ca în centrul unei găuri negre, este nu o stare de fapt. Cu toate acestea, se remarcă pentru că este un „obiect” format din masă și energie care nu are materie.

Modificări de fază între statele de materie

Materia poate schimba stările atunci când energia este adăugată sau eliminată din sistem. De obicei, această energie rezultă din modificări ale presiunii sau temperaturii. Când materia schimbă stări, aceasta suferă a faza de tranzitie sau schimbare de fază.