Chia sẻ:
5 trạng thái tổng hợp vật chất
các trạng thái tổng hợp của vật chất chúng được liên kết với thực tế là nó có thể tồn tại ở các trạng thái khác nhau, tùy thuộc vào mật độ được thể hiện bởi các phân tử cấu thành nó. Khoa học vật lý là một ngành chịu trách nhiệm nghiên cứu bản chất và tính chất của vật chất và năng lượng trong vũ trụ.
Khái niệm vật chất được định nghĩa là mọi thứ tạo nên vũ trụ (nguyên tử, phân tử và ion), tạo thành tất cả các cấu trúc vật lý hiện có. Các nghiên cứu khoa học truyền thống được đưa ra bằng cách hoàn thành các trạng thái tổng hợp của vấn đề như những gì được thể hiện trong ba điều đã biết: rắn, lỏng hoặc khí.
Tuy nhiên, gần đây có hai giai đoạn đã được xác định, cho phép phân loại chúng như vậy và thêm chúng vào ba trạng thái ban đầu (được gọi là plasma và ngưng tụ Bose-Einstein).
Chúng đại diện cho các dạng vật chất hiếm hơn so với các dạng vật chất truyền thống, nhưng trong các điều kiện phù hợp thể hiện các thuộc tính nội tại và đủ độc đáo để được phân loại là trạng thái tổng hợp.
Chỉ số
- 1 quốc gia tổng hợp vật chất
- 1.1 Rắn
- 1.2 Chất lỏng
- 1.3 Gas
- 1.4 Plasma
- Ngưng tụ 1,5 Bose-Einstein
- 2 Tài liệu tham khảo
Các trạng thái tổng hợp của vật chất
Rắn
Khi chúng ta nói về vật chất ở trạng thái rắn, nó có thể được định nghĩa là một trong đó các phân tử cấu thành nó được hợp nhất ở dạng nhỏ gọn, cho phép rất ít không gian giữa chúng và cung cấp một đặc tính cứng nhắc cho cấu trúc giống nhau..
Theo cách này, các vật liệu ở trạng thái kết tập này không chảy tự do (như chất lỏng) hoặc mở rộng thể tích (như chất khí) và, cho các mục đích của các ứng dụng khác nhau, được coi là các chất không thể nén.
Ngoài ra, chúng có thể có cấu trúc tinh thể, được tổ chức theo trật tự và thường xuyên hoặc không trật tự và không đều, như các cấu trúc vô định hình.
Theo nghĩa này, chất rắn không nhất thiết phải đồng nhất trong cấu trúc của chúng, có thể tìm thấy những chất không đồng nhất về mặt hóa học. Chúng có khả năng đi trực tiếp đến trạng thái lỏng trong quá trình hợp hạch, cũng như chuyển sang trạng thái khí bằng cách thăng hoa.
Các loại chất rắn
Vật liệu rắn được chia thành một loạt các phân loại:
Các kim loại: chúng là những chất rắn mạnh và đậm đặc, ngoài ra thường là chất dẫn điện tuyệt vời (bởi các electron tự do) và nhiệt (bởi tính dẫn nhiệt của chúng). Chúng chiếm một phần lớn trong bảng tuần hoàn các nguyên tố và có thể được nối với một kim loại hoặc phi kim loại khác để tạo thành hợp kim. Theo kim loại trong câu hỏi, chúng có thể được tìm thấy tự nhiên hoặc nhân tạo.
Khoáng sản
Là những chất rắn được hình thành tự nhiên thông qua các quá trình địa chất xảy ra ở áp suất cao.
Các khoáng chất được phân loại theo cách như vậy bởi cấu trúc tinh thể của chúng với các tính chất đồng nhất, và rất khác nhau về loại theo vật liệu mà chúng đang nói và nguồn gốc của chúng. Loại chất rắn này rất phổ biến trên khắp hành tinh Trái đất.
Gốm sứ
Chúng là các chất rắn được tạo ra từ các chất vô cơ và phi kim loại, điển hình là do ứng dụng nhiệt và có cấu trúc tinh thể hoặc bán nguyệt..
Điểm đặc biệt của loại vật liệu này là nó có thể làm tiêu tan nhiệt độ, tác động và sức mạnh cao, khiến nó trở thành một thành phần tuyệt vời cho các công nghệ hàng không, điện tử và thậm chí là quân sự tiên tiến..
Chất rắn hữu cơ
Chúng là những chất rắn có thành phần chủ yếu là các nguyên tố cacbon và hydro, cũng có thể sở hữu các phân tử nitơ, oxy, phốt pho, lưu huỳnh hoặc halogen trong cấu trúc của chúng.
Các chất này rất khác nhau, quan sát các vật liệu khác nhau, từ polyme tự nhiên và nhân tạo đến sáp parafin có nguồn gốc từ hydrocarbon.
Vật liệu composite
Là những vật liệu tương đối hiện đại đã được phát triển bằng cách nối hai hoặc nhiều chất rắn, tạo ra một chất mới với các đặc tính của từng thành phần của nó, lợi dụng các tính chất của những vật liệu này để làm vật liệu vượt trội so với nguyên bản. Ví dụ về những thứ này bao gồm bê tông cốt thép và gỗ composite.
Chất bán dẫn
Chúng được đặt tên cho điện trở suất và độ dẫn điện của chúng, đặt chúng giữa các dây dẫn kim loại và cuộn cảm phi kim loại. Chúng thường được sử dụng trong lĩnh vực điện tử hiện đại và để tích lũy năng lượng mặt trời.
Vật liệu nano
Chúng rắn chắc với kích thước siêu nhỏ, tạo ra rằng chúng thể hiện các thuộc tính khác với phiên bản có kích thước lớn hơn. Họ tìm thấy các ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ chuyên ngành, như trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng.
Vật liệu sinh học
Chúng là các vật liệu tự nhiên và sinh học với các đặc tính phức tạp và độc đáo, khác với tất cả các chất rắn khác do nguồn gốc của chúng được đưa ra qua hàng triệu năm tiến hóa. Chúng bao gồm các yếu tố hữu cơ khác nhau, và có thể được hình thành và cải cách theo các đặc điểm nội tại mà chúng sở hữu.
Chất lỏng
Nó được gọi là chất lỏng đối với vật chất đó ở trạng thái gần như không thể nén được, chiếm thể tích của vật chứa trong đó.
Không giống như chất rắn, chất lỏng chảy tự do qua bề mặt nơi chúng nằm, nhưng chúng không giãn nở như thể khí; vì lý do này, họ duy trì mật độ thực tế không đổi. Chúng cũng có khả năng làm ướt hoặc làm ẩm các bề mặt mà chúng chạm vào do sức căng bề mặt.
Các chất lỏng được điều chỉnh bởi một tính chất được gọi là độ nhớt, đo điện trở của cùng một biến dạng bằng cách cắt hoặc di chuyển.
Theo hành vi của nó liên quan đến độ nhớt và biến dạng, chất lỏng có thể được phân loại thành chất lỏng Newton và phi Newton, mặc dù bài viết này sẽ không được thảo luận chi tiết..
Điều quan trọng cần lưu ý là chỉ có hai nguyên tố ở trạng thái kết tập này trong điều kiện bình thường: brom và thủy ngân, xêzi, gali, francium và rubidium cũng có thể dễ dàng đạt đến trạng thái lỏng trong điều kiện thích hợp.
Chúng có thể chuyển sang trạng thái rắn bằng một quá trình hóa rắn, cũng như biến thành khí bằng cách đun sôi.
Các loại chất lỏng
Theo cấu trúc của nó, chất lỏng được chia thành năm loại:
Dung môi
Đại diện cho tất cả các chất lỏng phổ biến và không phổ biến chỉ có một loại phân tử trong cấu trúc của chúng, dung môi là những chất được sử dụng để hòa tan các chất rắn và các chất lỏng khác bên trong chúng, để tạo thành các loại chất lỏng mới.
Giải pháp
Là những chất lỏng ở dạng hỗn hợp đồng nhất, được tạo thành bởi sự kết hợp của chất tan và dung môi, chất tan có thể là chất rắn hoặc chất lỏng khác.
Nhũ tương
Chúng được thể hiện dưới dạng những chất lỏng được tạo thành bởi hỗn hợp của hai chất lỏng bất biến điển hình. Chúng được quan sát dưới dạng chất lỏng lơ lửng bên trong một chất lỏng khác ở dạng hình cầu và có thể được tìm thấy trong W / O (nước trong dầu) hoặc O / W (dầu trong nước), tùy thuộc vào cấu trúc của chúng.
Đình chỉ
Huyền phù là những chất lỏng trong đó có các hạt rắn lơ lửng trong dung môi. Chúng có thể được hình thành trong tự nhiên, nhưng thường được quan sát trong lĩnh vực dược phẩm.
Bình xịt
Chúng được hình thành khi một chất khí được truyền qua một chất lỏng và chất thứ nhất được phân tán trong chất thứ hai. Các chất này có đặc tính lỏng với các phân tử khí và có thể được tách ra khi tăng nhiệt độ.
Gas
Nó được coi là một chất khí đến trạng thái của vật chất có thể nén được, trong đó các phân tử được phân tách và phân tán đáng kể, và ở đó chúng mở rộng để chiếm thể tích của vật chứa nơi chứa chúng.
Ngoài ra, có một số nguyên tố ở trạng thái khí tự nhiên và có thể liên kết với các chất khác để tạo thành hỗn hợp khí.
Khí có thể được chuyển đổi trực tiếp thành chất lỏng bằng quá trình ngưng tụ, và thành chất rắn bởi quá trình lắng đọng bất thường. Ngoài ra, chúng có thể được nung nóng đến nhiệt độ rất cao hoặc truyền qua trường điện từ mạnh để ion hóa chúng, biến chúng thành plasma.
Theo tính chất phức tạp và không ổn định của nó theo điều kiện môi trường, các tính chất của khí có thể thay đổi tùy theo áp suất và nhiệt độ của chúng, vì vậy đôi khi làm việc với các khí giả định rằng chúng là "lý tưởng".
Các loại khí
Có ba loại khí theo cấu trúc và nguồn gốc của chúng, được mô tả dưới đây:
Nguyên tố tự nhiên
Chúng được định nghĩa là tất cả những yếu tố ở trạng thái khí trong tự nhiên và trong điều kiện bình thường, được quan sát trên hành tinh Trái đất cũng như các hành tinh khác.
Trong trường hợp này, oxy, hydro, nitơ và khí hiếm, cũng như clo và flo, có thể được đề cập như một ví dụ..
Hợp chất tự nhiên
Chúng là các khí được hình thành trong tự nhiên bởi các quá trình sinh học và được tạo thành từ hai hoặc nhiều yếu tố. Chúng thường được hình thành bởi hydro, oxy và nitơ, mặc dù trong những trường hợp rất hiếm, chúng cũng có thể được hình thành với các khí hiếm.
Nhân tạo
Là những khí được tạo ra bởi con người từ các hợp chất tự nhiên, được phát triển để đáp ứng nhu cầu mà điều này có. Một số loại khí nhân tạo như chlorofluorocarbons, chất gây mê và khử trùng có thể độc hại hoặc gây ô nhiễm hơn so với suy nghĩ trước đây, vì vậy có những quy định để hạn chế sử dụng lớn.
Huyết tương
Trạng thái tổng hợp vật chất này được mô tả lần đầu tiên vào những năm 1920 và được đặc trưng bởi sự không tồn tại của nó trên bề mặt Trái đất.
Nó chỉ xuất hiện khi một loại khí trung tính chịu tác động của trường điện từ mạnh, tạo thành một loại khí ion hóa có tính dẫn điện cao, và nó cũng đủ khác biệt so với các trạng thái tập hợp hiện có khác để phân loại thành trạng thái riêng.
Vật chất ở trạng thái này có thể được khử ion thành khí một lần nữa, nhưng đó là một quá trình phức tạp đòi hỏi các điều kiện khắc nghiệt.
Người ta đưa ra giả thuyết rằng plasma đại diện cho trạng thái vật chất phong phú nhất trong vũ trụ; những lập luận này dựa trên sự tồn tại của cái gọi là "vật chất tối", được đề xuất bởi các nhà vật lý lượng tử để giải thích các hiện tượng hấp dẫn trong không gian.
Các loại huyết tương
Có ba loại huyết tương, chỉ được phân loại theo nguồn gốc của chúng; điều này xảy ra ngay cả trong cùng một phân loại, vì các plasma rất khác nhau giữa chúng và biết một người là không đủ để biết tất cả.
Nhân tạo
Đó là plasma được tạo ra bởi con người, cũng như những thứ được tìm thấy bên trong màn hình, đèn huỳnh quang và đèn neon, và trong cánh quạt tên lửa.
Thổ địa
Đó là plasma được hình thành ở dạng này hay dạng khác bởi Trái đất, cho thấy rõ rằng nó xảy ra chủ yếu trong khí quyển hoặc các môi trường tương tự khác và nó không xảy ra trên bề mặt. Bao gồm sét, gió cực, tầng điện ly và từ quyển.
Không gian
Đó là plasma được quan sát trong không gian, tạo thành các cấu trúc có kích thước khác nhau, thay đổi từ vài mét đến phần mở rộng khổng lồ của năm ánh sáng.
Plasma này được quan sát thấy trong các ngôi sao (bao gồm cả Mặt trời của chúng ta), trong gió mặt trời, môi trường liên sao và giữa các thiên hà, ngoài các tinh vân liên sao.
Ngưng tụ của Bose-Einstein
Ngưng tụ Bose-Einstein là một khái niệm tương đối gần đây. Nó có nguồn gốc vào năm 1924, khi các nhà vật lý Albert Einstein và Satyendra Nath Bose dự đoán sự tồn tại của nó một cách tổng quát.
Trạng thái vật chất này được mô tả là khí loãng của các boson - các hạt cơ bản hoặc hợp chất có liên quan đến việc mang năng lượng - được làm lạnh đến nhiệt độ rất gần với độ không tuyệt đối (-273,15 K).
Trong các điều kiện này, các boson thành phần của nước ngưng chuyển đến trạng thái lượng tử tối thiểu của chúng, khiến chúng thể hiện các tính chất của các hiện tượng vi mô đặc biệt và đặc biệt tách chúng ra khỏi các khí thông thường.
Các phân tử ngưng tụ của B - E cho thấy các đặc tính siêu dẫn; đó là, không có điện trở. Chúng cũng có thể cho thấy các đặc tính của siêu lỏng, làm cho chất này có độ nhớt bằng không, vì vậy nó có thể chảy mà không bị mất động năng do ma sát.
Do tính không ổn định và sự tồn tại ngắn của vật chất ở trạng thái này, việc sử dụng có thể cho các loại hợp chất này vẫn đang được nghiên cứu..
Đây là lý do tại sao, ngoài việc được sử dụng trong các nghiên cứu cố gắng làm chậm tốc độ ánh sáng, nhiều ứng dụng cho loại chất này đã không đạt được. Tuy nhiên, có những dấu hiệu cho thấy nó có thể giúp nhân loại trong một số lượng lớn các chức năng trong tương lai.
Tài liệu tham khảo
- BBC (s.f.). Các vấn đề Lấy từ bbc.com
- Học tập, L. (s.f.). Phân loại vật chất. Lấy từ các khóa học.lumenlearning.com
- LiveScience (s.f.). Các vấn đề Lấy từ lifecience.com
- Đại học, P. (s.f.). Các vấn đề Lấy từ chem.purdue.edu
- Wikipedia. (s.f.). Trạng thái của vật chất. Lấy từ en.wikipedia.org