Stanje materije naspram faze materije
U fizici, nešto što ima masu mirovanja može se smatrati materijom; to je supstanca u svemiru. To mogu biti ili najmanje čestice mase ili najveće zvijezde u svemiru. Stvar za koju smo zabrinuti sastoji se od samo 4,6% svemira, a ostatak mase leži u oblicima koji se još uvijek ne mogu otkriti.
Poput energije, materija takođe može postojati u mnogim oblicima. Ovi oblici su poznati kao stanja materije. Unutar stanja materije, atomi i molekuli mogu imati različite konfiguracije. One su poznate kao faze.
Šta je faza materije?
Homogeni dio heterogenog sistema odvojen razlikovnom granicom poznat je kao faza. Općenito se odnosi na volumen u prostoru, gdje su sva svojstva materije uniformna, a fizička svojstva različita.
Na primjer, razmislite o unutrašnjosti kotla za vodu kada voda ključa. Voda (tečnost) zauzima donji deo kotla, a odvojena je zidovima kotla i gornjom površinom vode. I u cijelom ovom regionu hemijska i fizička svojstva su ujednačena. Neposredno iznad površine vode, područje je ispunjeno mješavinom pare i zraka. I u ovoj regiji, zidovi kotla i površina vode stvaraju prepoznatljivu granicu, a svojstva u cijelom regionu mogu se smatrati ujednačenim. U ovom slučaju, kipuća voda je jedna faza, a parna mješavina zraka je jedna faza. Dakle, ovaj sistem se može smatrati dvofaznim sistemom. Zamislite vodu i benzin sipane u prozirnu bocu. Ovo je takođe dvofazni sistem, gde su dve tečnosti jasno razdvojene marginom.
Istraživanje faza materije važno je u određivanju fizičkih svojstava supstance nakon transformacije. U toku procesa može doći do faznih prelaza, a prelazi se mogu prikazati faznim dijagramom. Fazni dijagram je dijagram koji pokazuje kako se različite faze mogu pojaviti u različitim uslovima ravnoteže. Kada sastav višefaznog sistema ostane nepromenjen, kaže se da je u faznoj ravnoteži.
Šta je stanje materije?
Različiti oblici koje materija u različitim fazama može poprimiti smatraju se stanjem materije. Tri klasična stanja materije su čvrsto, tečno i gasovito.
U čvrstim materijama i tečnostima, međumolekularne sile su jake i smatraju se kondenzovanim stanjima. Čvrste tvari imaju najjače intermolekularne sile; stoga, ove sile čvrsto drže strukturu zajedno. Stoga je oblik čvrstog tijela nepromjenjiv.
U tečnostima, intermolekularne sile su relativno slabe; stoga se umjereno drže zajedno. I molekuli mogu kliziti jedni pored drugih, ali sile su dovoljno jake da im ne dopuste da pobjegnu. U gasovima, intermolekularne sile su slabe na nivou da se vrlo lagano drže zajedno. I mogu kliziti jedni pored drugih i potpuno zauzeti volumen u koji su stavljeni.
Materija menja stanje u zavisnosti od nivoa unutrašnje energije i temperature, što je pokazatelj unutrašnje energije. Na višoj temperaturi, vibracije u molekulima su jake da se natječu s međumolekularnim silama u oslobađanju od veza. U čvrstim materijama unutrašnja energija je niža, a kada se unutrašnja energija poveća na određenom nivou, veze se olabave i čvrsti led će postati tečan. Sa daljim povećanjem unutrašnje energije/temperature, tečnost će se transformisati u gas.
Plazma se takođe smatra fizičkim stanjem materije, gde su elektroni gasa odstranjeni, a i elektroni i jezgra su na veoma visokim energetskim nivoima. Većina materije u svemiru je u ovom obliku; u ogromnim oblacima između zvijezda, zvanim međuzvjezdani oblaci, i u zvijezdama, gdje ih proizvedena toplota pretvara u plazmu.
Staklo i tečni kristali se takođe smatraju zasebnim stanjima u fizici. A na vrlo niskim temperaturama, materija formira različita stanja kao superfluidi i Bose-Einstein kondenzati. U ekstremnim slučajevima, crne rupe se takođe smatraju drugim agregatnim stanjem, za koje ne znamo tačna fizička svojstva.
Koja je razlika između stanja materije i faze materije?
• Faza je regija sa ujednačenim hemijskim i fizičkim svojstvima i odvojena je prepoznatljivim granicama.
• Stanja materije su oblici u kojima mogu postojati različite faze. Čvrsto, tečno i gasovito su najčešća stanja materije na Zemlji.
• U jednom stanju materije mogu postojati mnogi oblici faza. Na primjer, razmotrite bocu s benzinom i vodom. Oba su u tečnom stanju, ali u različitim fazama. Isti koncept se može primijeniti na čvrste tvari, iako plinovi imaju tendenciju da krše ovo, ali ne eksplicitno.
