Acțiune:
Cele 5 state ale agregării materialelor
stări de agregare a materiei ele sunt legate de faptul că poate exista în diferite stări, în funcție de densitatea expusă de moleculele care o compun. Știința fizicii este cea care este responsabilă pentru studierea naturii și a proprietăților materiei și energiei din univers.
Conceptul de materie este definit ca tot ce formează universul (atomi, molecule și ioni), care formează toate structurile fizice existente. Investigațiile științifice tradiționale au dus la completarea stărilor de agregare a problemei ca cele reprezentate în cele trei cunoscute: solide, lichide sau gazoase.
Totuși, există două mai multe faze care au fost determinate mai recent, permițându-le să le clasificăm ca atare și să le adăugăm la cele trei stări originale (așa-numita plasmă și condensul Bose-Einstein).
Acestea reprezintă forme mai rare de materie decât cele tradiționale, dar în condiții corecte demonstrează proprietăți intrinseci și suficient de unice pentru a fi clasificate ca stări de agregare.
index
- 1 Statele de agregare a materiei
- 1.1 Solid
- 1.2 lichid
- 1.3 Gaz
- 1.4 Plasma
- 1.5 Condensul Bose-Einstein
- 2 Referințe
Statele de agregare a materiei
solid
Când vorbim despre materie într-o stare solidă, ea poate fi definită ca una în care moleculele care o compun sunt unite într-o formă compactă, permițând un spațiu foarte mic între ele și oferind un caracter rigid structurii aceluiași.
În acest fel, materialele în această stare de agregare nu curg liber (cum ar fi lichidele) sau se extind volumetric (ca și gazele) și, în scopul diverselor aplicații, sunt considerate substanțe incompresibile.
În plus, ele pot avea structuri cristaline, care sunt aranjate într-un mod ordonat și regulat sau într-o stare dezordonată și neregulată, precum structurile amorfe.
În acest sens, solidele nu sunt neapărat omogene în structura lor, fiind capabile să găsească cele care sunt chimic eterogene. Ei au abilitatea de a merge direct la starea lichidă într-un proces de fuziune, precum și de a trece la gaze prin sublimare.
Tipuri de solide
Materialele solide sunt împărțite într-o serie de clasificări:
Metalele: ele sunt acele solide puternice și dense care în plus sunt, de obicei, conductori excelenți de electricitate (prin electronii lor liberi) și căldură (prin conductivitatea lor termică). Ele formează o mare parte a mesei periodice a elementelor și pot fi unite cu alt metal sau nemetal pentru a forma aliaje. În funcție de metalul în cauză, ele pot fi găsite în mod natural sau artificial.
minerale
Acestea sunt acele solide formate în mod natural prin procese geologice care se produc la presiuni ridicate.
Mineralele sunt catalogate în așa fel prin structura lor cristalină cu proprietăți uniforme și variază enorm în tip, în funcție de materialul despre care vorbesc și de originea lor. Acest tip de solid se găsește foarte frecvent pe întreaga planetă a Pământului.
ceramică
Sunt solide care sunt create din substanțe anorganice și nemetalice, în mod tipic prin aplicarea căldurii și care au structuri cristaline sau semicristaline.
Specialitatea acestui tip de material este că poate să disipeze temperaturile, impactul și puterea ridicată, făcându-l o componentă excelentă pentru tehnologiile avansate aeronautice, electronice și chiar militare.
Solide organice
Acestea sunt acele solide care sunt compuse în principal din elementele de carbon și hidrogen, fiind capabile, de asemenea, să dețină în structura lor molecule de azot, oxigen, fosfor, sulf sau halogeni.
Aceste substanțe variază enorm, observând materiale care variază de la polimeri naturali și artificiali la ceară de parafină provenită din hidrocarburi.
Materiale compozite
Sunt acele materiale relativ moderne care au fost dezvoltate prin îmbinarea a două sau mai multe solide, creând o substanță nouă cu caracteristici ale fiecăreia dintre componentele sale, profitând de proprietățile lor pentru un material superior originalului. Exemplele acestora includ lemn din beton armat și lemn compozit.
Semiconductori
Ele sunt numite pentru rezistivitatea lor și conductivitatea electrică, care le plasează între conductorii metalici și inductorii nemetalici. Acestea sunt frecvent utilizate în domeniul electronicii moderne și pentru a acumula energie solară.
nanomateriale
Ele sunt solide de dimensiuni microscopice, care generează faptul că prezintă proprietăți diferite de versiunea lor mai mare. Ei găsesc aplicații în domenii specializate de știință și tehnologie, cum ar fi în domeniul stocării energiei.
biomateriale
Acestea sunt materiale naturale și biologice cu caracteristici complexe și unice, diferite de celelalte solide datorită originii lor date de milioane de ani de evoluție. Acestea sunt compuse din diferite elemente organice și pot fi formate și reformate în funcție de caracteristicile intrinseci pe care le posedă.
lichid
Se numește lichid în acea materie care este într-o stare aproape incompresabilă, care ocupă volumul recipientului în care se află.
Spre deosebire de substanțele solide, lichidele curg liber prin suprafața în care se află, dar nu se extind volumetric ca gazele; din acest motiv, ele mențin o densitate practic constantă. De asemenea, au capacitatea de a uda sau uda suprafețele pe care le ating datorită tensiunii superficiale.
Lichidele sunt guvernate de o proprietate cunoscută sub numele de vâscozitate, care măsoară rezistența acestora la deformare prin tăiere sau mișcare.
Conform comportamentului său în ceea ce privește viscozitatea și deformarea, lichidele pot fi clasificate în fluide Newtonian și non-Newtonian, deși acest articol nu va fi discutat în detaliu în acest articol.
Este important de remarcat faptul că cele două elemente sunt în această stare de agregare conform exista numai condiții normale: brom și mercur, de asemenea, se poate ajunge cu ușurință de cesiu lichid, galiu, franciu și rubidiu în condiții adecvate.
Acestea pot fi transferate în stare solidă printr-un proces de solidificare, precum și transformate în gaze prin fierbere.
Tipuri de lichide
Conform structurii sale, lichidele sunt împărțite în cinci tipuri:
solvenți
Reprezintă acele lichide comune și mai puțin frecvente, cu un singur tip de molecule în structura lor, solvenții sunt substanțe utilizate pentru a dizolva solidele și alte lichide în interior pentru a forma noi tipuri de lichid.
soluţii
Acestea sunt acele lichide sub forma unui amestec omogen, care au fost formate prin unirea unei substanțe dizolvate și a unui solvent, soluția fiind capabilă să fie un solid sau alt lichid.
emulsii
Acestea sunt reprezentate ca acele lichide care au fost formate prin amestecul a două lichide nemiscibile în mod obișnuit. Ele sunt observate ca un lichid suspendat în altul sub formă de globule și pot fi găsite în W / O (apă în ulei) sau O / W (ulei în apă), în funcție de structura lor.
suspensii
Suspensiile sunt acele lichide în care particulele solide sunt suspendate într-un solvent. Ele pot fi formate în natură, dar sunt mai frecvent observate în domeniul farmaceutic.
aerosoli
Acestea sunt formate atunci când un gaz este trecut printr-un lichid și primul este dispersat în cel de-al doilea. Aceste substanțe sunt de natură lichidă cu molecule gazoase și pot fi separate prin creșterea temperaturii.
gaz
Se consideră ca un gaz pentru acea stare a materiei comprimabile, în care moleculele sunt separate și dispersate considerabil și unde se extind pentru a ocupa volumul containerului în care sunt conținute.
De asemenea, există câteva elemente care sunt într-o stare gazoasă în mod natural și se pot lega de alte substanțe pentru a forma amestecuri de gaze.
Gazele pot fi transformate direct în lichide prin procesul de condensare și în solide prin procedeul neobișnuit de depunere. În plus, acestea pot fi încălzite la temperaturi foarte ridicate sau trecute printr-un câmp electromagnetic puternic pentru a le ioniza, transformându-le în plasmă.
Având în vedere caracterul său complicat și instabilitatea în funcție de condițiile de mediu, proprietățile gazelor pot varia în funcție de presiunea și temperatura în care sunt, uneori lucrează cu gaze presupunând că sunt "ideale".
Tipuri de gaze
Există trei tipuri de gaze în funcție de structura și originea lor, care sunt descrise mai jos:
Elemente naturale
Ele sunt definite ca toate acele elemente care sunt într-o stare gazoasă în natură și în condiții normale, fiind observate pe planeta Pământ, precum și pe alte planete.
În acest caz, oxigenul, hidrogenul, azotul și gazele nobile, precum și clorul și fluorul, pot fi menționate ca exemplu.
Compuși naturali
Acestea sunt gaze formate în natură prin procese biologice și sunt fabricate din două sau mai multe elemente. Ele sunt de obicei formate din hidrogen, oxigen și azot, deși în cazuri foarte rare pot fi formate și cu gaze nobile.
artificial
Sunt acele gaze create de om din compuși naturali, dezvoltați pentru a satisface nevoile pe care le are acest lucru. Anumite gaze artificiale, cum ar fi clorofluorocarburi, agenți de anestezie și sterilants pot fi mai toxice sau poluante decât gândire, astfel încât există reglementări pentru a limita utilizarea sa pe scară largă.
plasmă
Această stare de agregare a materiei a fost descrisă pentru prima dată în anii 1920 și se caracterizează prin inexistența ei pe suprafața pământului.
Apare numai atunci când un gaz neutru este supus unui câmp electromagnetic puternic, formând un fel de gaz ionizat care este foarte conductiv pentru electricitate și care este de asemenea suficient de diferit de celelalte stări de agregare existente pentru a merita clasificarea sa ca stat .
Materia în această stare poate fi deionizată pentru a fi un gaz din nou, dar este un proces complex care necesită condiții extreme.
Se presupune că plasma reprezintă starea cea mai abundentă de materie din univers; Aceste argumente se bazează pe existența așa-numitei "materii întunecate", propusă de fizicienii cuantic pentru a explica fenomenele gravitaționale în spațiu.
Tipuri de plasmă
Există trei tipuri de plasmă, care sunt clasificate numai după originea lor; acest lucru se întâmplă chiar și în cadrul aceleiași clasificări, deoarece plasmele sunt foarte diferite între ele și cunoașterea nu este suficientă pentru a cunoaște pe toată lumea.
artificial
Este vorba de plasmă fabricată de om, la fel ca cele găsite în interiorul ecranelor, lămpi fluorescente și semne neonale și în elici de rachete.
terestru
Este plasmă formată într-o formă sau alta de către Pământ, făcându-l clar că apare în principal în atmosferă sau în alte medii similare și că nu apare la suprafață. Include fulgere, vânt polar, ionosferă și magnetosferă.
spațiu
Este acea plasmă observată în spațiu, formând structuri de diferite dimensiuni, variind de la câțiva metri până la extensii uriașe de ani lumină.
Această plasmă este observată în stele (inclusiv Soarele nostru), în vântul solar, în mediul interstelar și intergalactic, în plus față de nebuloasele interstelare.
Condensul lui Bose-Einstein
Condensul Bose-Einstein este un concept relativ recent. A aparut in 1924, cand fizicienii Albert Einstein si Satyendra Nath Bose si-au prezis existenta intr-un mod general.
Această stare de materie este descrisă ca un gaz diluat de bosoni - particule elementare sau compuse care sunt asociate cu purtătoare de energie - care au fost răcite la temperaturi foarte apropiate de zero (-273,15 K).
În aceste condiții, bosoanele componente ale condensului trec la starea lor cuantică minimă, determinându-le să prezinte proprietăți ale fenomenelor microscopice unice și particulare care le separă de gazele normale.
Moleculele unui condensat B-E prezintă caracteristici de superconductivitate; adică există o absență a rezistenței electrice. De asemenea, ele pot prezenta caracteristici ale superfluidității, ceea ce face ca substanța să aibă o vâscozitate zero, astfel încât aceasta să poată curge fără pierderi de energie cinetică prin frecare.
Datorită instabilității și a existenței scurte a materiei în această stare, posibilele utilizări pentru aceste tipuri de compus sunt încă studiate.
De aceea, pe lângă faptul că a fost utilizat în studii care încearcă să încetinească viteza luminii, multe aplicații pentru acest tip de substanță nu au fost atinse. Cu toate acestea, există indicii că poate ajuta umanitatea într-un număr mare de funcții viitoare.
referințe
- BBC. (N.d.). Statele de materie. Adus de la bbc.com
- Learning, L. (s.f.). Clasificarea materiei. Adus de la cursuri.lumenlearning.com
- LiveScience. (N.d.). Statele de materie. Adus de la livescience.com
- University, P. (s.f.). Statele de materie. Adus de la chem.purdue.edu
- Wikipedia. (N.d.). Starea de fapt. Adus de la en.wikipedia.org