Anyagállapot vs anyagfázis
A fizikában valami olyan dolog tekinthető kérdésnek, amelynek nyugalmi tömege van; anyag az univerzumban. Vagy a legkisebb tömegű részecskék, vagy a világegyetem legnagyobb csillagai lehetnek. Az a kérdés, amely miatt aggódunk, az univerzum mindössze 4,6% -ából áll, a tömeg többi része pedig még nem észlelhető formában rejlik.
Az energiához hasonlóan az anyag is sokféle formában létezhet. Ezeket a formákat anyagállapotként ismerjük. Az anyag állapotán belül az atomok és molekulák különböző konfigurációjúak lehetnek. Ezeket fázisoknak nevezzük.
Mi az anyag fázisa?
A megkülönböztethető határokkal elválasztott heterogén rendszer homogén részét fázisnak nevezzük. Általában egy térbeli térfogatra utal, ahol az anyag összes tulajdonsága egyenletes és a fizikai tulajdonságai különböznek.
Például vegye figyelembe a vízforraló belsejét, amikor a víz forr. A víz (a folyadék) a vízforraló alsó részét foglalja el, amelyet a vízforraló falai és a felső vízfelület választanak el. Ezen a régión belül a kémiai és fizikai tulajdonságok azonosak. Közvetlenül a víz felszínén a területet gőz és levegő keveréke tölti meg. Ebben a régióban is a vízforraló falai és a vízfelület megkülönböztethető határt hoznak létre, és az egész régió tulajdonságai egységesnek tekinthetők. Ebben az esetben a forrásban lévő víz egy fázis, a gőzlevegő pedig egy fázis. Tehát ez a rendszer kétfázisú rendszernek tekinthető. Vegyük figyelembe az átlátszó palackba öntött vizet és benzint. Ez egy kétfázisú rendszer is, ahol a két folyadékot egyértelműen elválasztja egy margó.
Az anyag fázisainak vizsgálata fontos az anyag átalakulás utáni fizikai tulajdonságainak meghatározásában. A folyamatok során fázisátalakulások történhetnek, és az átmeneteket fázisdiagrammal ábrázolhatjuk. A fázisdiagram egy diagram, amely megmutatja, hogy a különféle fázisok hogyan fordulhatnak elő különböző egyensúlyi körülmények között. Ha egy többfázisú rendszer összetétele változatlan marad, akkor azt mondják, hogy fázisegyensúlyban van.
Mi az anyag állapota?
Az anyag különböző fázisokban lévő különböző formáit anyagállapotnak tekintik. Az anyag három klasszikus állapota: szilárd, folyékony és gáz.
Szilárd anyagokban és folyadékokban az intermolekuláris erők erősek, és kondenzált állapotnak tekintik őket. A szilárd anyagoknak vannak a legerősebb molekulák közötti erői; ezért a szerkezetet szorosan összetartják ezek az erők. Ezért a szilárd anyag alakja változatlan.
Folyadékokban az intermolekuláris erők viszonylag gyengék; ezért mérsékelten összetartanak. A molekulák pedig csúszhatnak egymás mellett, de az erők elég erősek ahhoz, hogy ne engedjék elmenekülni. A gázokban az intermolekuláris erők olyan szinten gyengék, hogy nagyon könnyedén összetartják őket. És elcsúszhatnak egymás mellett, és teljesen elfoglalhatják azt a hangerőt, amelybe beleteszik.
Az anyag a belső energiaszintjüktől és a hőmérséklettől függően megváltoztatja az állapotot, ami a belső energia mutatója. Magasabb hőmérsékleten a molekulák rezgései erősek, hogy molekulák közötti erővel versenyeznek a kötésekből való felszabadulás érdekében. A szilárd anyagokban a belső energia alacsonyabb, és amikor a belső energia egy adott szinten megnő, a kötések meglazulnak, és a szilárd jég folyékony lesz. A belső energia / hőmérséklet további növekedésével a folyadék gázzá alakul.
A plazmát az anyag fizikai állapotának is tekintik, ahol a gáz elektronjai lecsupaszodnak, és az elektron és az atommagok egyaránt nagyon magas energiaszinten vannak. A világegyetem anyagának legnagyobb része ebben a formában van; a csillagok közötti hatalmas felhőkben, amelyeket csillagközi felhőknek nevezünk, és a csillagokban, ahol a keletkező hő plazmává változtatja őket.
Az üveg és a folyadékkristályokat a fizikában is különálló állapotoknak tekintik. És nagyon alacsony hőmérsékleten az anyag különböző állapotokat képez, mint szuperfolyadék és Bose-Einstein kondenzátum. Szélsőséges esetekben a fekete lyukakat az anyag egy másik állapotának is tekintik, amelynek pontos fizikai tulajdonságait nem ismerjük.
Mi a különbség az anyag állapota és az anyag fázisa között?
• A fázis egy egységes kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkező régió, amelyet megkülönböztethető határok választanak el egymástól.
• Az anyagállapotok azok a formák, amelyekben különböző fázisok létezhetnek. A szilárd, a folyékony és a gáz a legelterjedtebb anyagállapot a földön.
• Az anyag egy állapotában a fázisok sokféle formája létezhet. Vegyük például a palackot benzinnel és vízzel. Mindkettő folyékony állapotban van, de különböző fázisokban. Ugyanez a koncepció alkalmazható a szilárd anyagokra is, bár a gázok általában ezt sértik, de nem kifejezetten.
