Stav hmoty vs Fáza hmoty
Vo fyzike možno niečo, čo má pokojovú hmotnosť, považovať za hmotu; je to látka vo vesmíre. Môžu to byť buď najmenšie častice s hmotnosťou, alebo najväčšie hviezdy vo vesmíre. Hmota, ktorá nás znepokojuje, pozostáva iba z 4,6% vesmíru a zvyšku hmoty leží v zatiaľ nedetekovateľných formách.
Rovnako ako energia, aj hmota môže existovať v mnohých formách. Tieto formy sú známe ako stavy hmoty. V stave hmoty môžu mať atómy a molekuly rôzne konfigurácie. Sú známe ako fázy.
Čo je Fáza hmoty?
Homogénna časť heterogénneho systému oddelená rozlíšiteľnou hranicou je známa ako fáza. Spravidla sa jedná o objem v priestore, kde sú všetky vlastnosti hmoty jednotné a fyzikálne vlastnosti odlišné.
Napríklad, keď voda vrie, vezmite do úvahy vnútro rýchlovarnej kanvice. Voda (kvapalina) zaberá spodnú časť kanvice a je oddelená stenami kanvice a hornou vodnou hladinou. A v tomto regióne sú chemické a fyzikálne vlastnosti jednotné. Tesne nad vodnou hladinou je oblasť naplnená zmesou pary a vzduchu. Aj v tejto oblasti vytvárajú steny kanvice a vodná plocha zreteľnú hranicu a vlastnosti v celej oblasti možno považovať za jednotné. V tomto prípade je vriaca voda jedna fáza a zmes pary a vzduchu je jedna fáza. Takže tento systém možno považovať za dvojfázový systém. Zvážte vodu a benzín naliate do priehľadnej fľaše. Jedná sa tiež o dvojfázový systém, kde sú dve kvapaliny zreteľne oddelené okrajom.
Skúmanie fáz hmoty je dôležité pri určovaní fyzikálnych vlastností látky po transformáciách. Počas procesov môžu prebiehať fázové prechody a prechody môžu byť znázornené fázovým diagramom. Fázový diagram je graf, ktorý ukazuje, ako môžu rôzne fázy prebiehať v rôznych rovnovážnych podmienkach. Keď zloženie viacfázového systému zostane nezmenené, hovorí sa o ňom, že je vo fázovej rovnováhe.
Čo je State of Matter?
Rozdielne formy hmoty v rôznych fázach sa môžu považovať za stav hmoty. Tri klasické skupenstvá hmoty sú tuhý, kvapalný a plynný.
V tuhých látkach a kvapalinách sú medzimolekulové sily silné a považujú sa za kondenzované stavy. Pevné látky majú najsilnejšie medzimolekulové sily; preto je konštrukcia týmito silami pevne držaná pohromade. Preto je tvar tuhej látky nemenný.
V kvapalinách sú medzimolekulové sily relatívne slabé; preto sú striedmo držané spolu. A molekuly sa môžu kĺzať navzájom, ale sily sú dosť silné na to, aby ich nenechali uniknúť. V plynoch sú medzimolekulové sily slabé na takej úrovni, že sú veľmi ľahko držané pohromade. A môžu kĺzať okolo seba a úplne zaberať objem, do ktorého sú vložené.
Hmota mení stav v závislosti od úrovne svojej vnútornej energie a teploty, čo je ukazovateľ vnútornej energie. Pri vyššej teplote sú vibrácie v molekulách silné, že konkurujú medzimolekulovým silám o uvoľnenie z väzieb. V pevných látkach je vnútorná energia nižšia a keď sa vnútorná energia zvýši na určitej úrovni, väzby sa uvoľnia a pevný ľad sa stane tekutým. Pri ďalšom zvyšovaní vnútornej energie / teploty sa kvapalina zmení na plyn.
Plazma sa tiež považuje za fyzikálny stav hmoty, pri ktorom sú elektróny plynu stripované a elektrón aj jadrá sú na veľmi vysokej energetickej úrovni. Väčšina hmoty vo vesmíre je v tejto podobe; v obrovských oblakoch medzi hviezdami, ktoré sa nazývajú medzihviezdne mraky, a vo hviezdach, kde ich generované teplo premieňa na plazmu.
Sklo a tekuté kryštály sa vo fyzike tiež považujú za samostatné stavy. A pri veľmi nízkych teplotách tvorí hmota rôzne stavy ako supertekutiny a Bose-Einsteinove kondenzáty. V extrémnych prípadoch sa čierne diery považujú aj za ďalší stav hmoty, z ktorého nepoznáme presné fyzikálne vlastnosti.
Aký je rozdiel medzi stavom hmoty a fázou hmoty?
• Fáza je oblasť s jednotnými chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami a je oddelená rozlíšiteľnými hranicami.
• Skupiny hmoty sú formy, v ktorých môžu existovať rôzne fázy. Pevná látka, kvapalina a plyn sú najbežnejšími stavmi hmoty na Zemi.
• V jednom stave hmoty môže existovať mnoho foriem fáz. Zvážte napríklad fľašu s benzínom a vodou. Oba sú v tekutom stave, ale v rôznych fázach. Rovnaký koncept sa dá použiť aj na tuhé látky, aj keď plyny majú tendenciu to porušovať, ale nie výslovne.
