Mateeria seisund vs aine faas
Füüsikas võib asjana pidada midagi, millel on puhkemass; see on universumi aine. See võib olla kas väikseima massiga osake või universumi suurim täht. Asi, mille pärast me muretseme, koosneb kõigest 4,6% -st universumist ja ülejäänud mass peitub veel tuvastamatul kujul.
Nagu energia, võib ka mateeria eksisteerida mitmel kujul. Neid vorme tuntakse aine seisunditena. Aine olekus võivad aatomid ja molekulid olla erineva konfiguratsiooniga. Neid nimetatakse faasideks.
Mis on aine faas?
Eristatava piiriga eraldatud heterogeense süsteemi homogeenne osa on tuntud kui faas. See viitab üldjuhul ruumikogusele, kus aine kõik omadused on ühtsed ja füüsikalised omadused erinevad.
Näiteks kaaluge veekeetja sisemust, kui vesi keeb. Vesi (vedelik) hõivab veekeetja põhjaosa, eraldatuna veekeetja seinte ja ülemise veepinna vahel. Ja kogu selles piirkonnas on keemilised ja füüsikalised omadused ühesugused. Vahetult veepinna kohal on ala täidetud auru ja õhu seguga. Ka selles piirkonnas tekitavad veekeetja seinad ja veepind eristatava piiri ning kogu piirkonna omadusi võib pidada ühtlasteks. Sellisel juhul on keev vesi üks faas ja auruõhu segu on üks faas. Nii et seda süsteemi võib pidada kahefaasiliseks süsteemiks. Mõelge läbipaistvasse pudelisse valatud veest ja bensiinist. See on ka kahefaasiline süsteem, kus kaks vedelikku on selgelt eraldatud marginaaliga.
Aine faaside uurimine on oluline aine füüsikaliste omaduste määramisel pärast muundumist. Protsesside käigus võivad toimuda faasisiirded ja üleminekuid saab kujutada faasiskeemiga. Faasiskeem on diagramm, mis näitab, kuidas erinevad faasid võivad erinevates tasakaaluolukordades toimuda. Kui mitmefaasilise süsteemi koostis jääb muutumatuks, on see väidetavalt faasitasakaalus.
Mis on aine seisund?
Materjali eri faasides esinevaid erinevaid vorme peetakse aine seisundiks. Kolm klassikalist aineolekut on tahke, vedel ja gaasiline.
Tahketes ainetes ja vedelikes on molekulidevahelised jõud tugevad ja neid peetakse kondenseeritud olekuteks. Tahkistel on kõige tugevamad molekulidevahelised jõud; seetõttu hoiavad need jõud struktuuri tihedalt koos. Seetõttu on tahke aine kuju muutumatu.
Vedelikes on molekulidevahelised jõud suhteliselt nõrgad; seetõttu hoitakse neid mõõdukalt koos. Ja molekulid võivad libiseda üksteisest mööda, kuid jõud on piisavalt tugevad, et mitte lasta neil põgeneda. Gaasides on molekulidevahelised jõud nõrgad tasemel, mis hoiab neid väga kergelt koos. Ja nad saavad üksteisest mööda libiseda ja täielikult hõivata helitugevuse, millesse nad on pandud.
Materjal muudab olekut sõltuvalt nende sisemisest energiatasemest ja temperatuurist, mis on siseenergia näitaja. Kõrgemal temperatuuril on molekulides esinevad vibratsioonid tugevad, et nad võistlevad molekulidevaheliste jõududega, et sidemetest vabaneda. Tahketes ainetes on siseenergia madalam ja kui siseenergiat teatud tasemel suurendada, siis sidemed vabanevad ja tahke jää muutub vedelaks. Sisemise energia / temperatuuri edasise tõusu korral muundub vedelik gaasiks.
Plasmat peetakse ka aine füüsikaliseks seisundiks, kus gaasi elektronid eemaldatakse ning nii elektron kui ka tuumad on väga kõrgel energiatasemel. Suurem osa ainest universumis on selles vormis; tähtedevahelistes suurtes pilvedes, mida nimetatakse tähtedevahelisteks pilvedeks, ja tähtedes, kus tekkiv soojus muudab need plasmaks.
Klaasi ja vedelkristalle peetakse füüsikas ka eraldi olekuteks. Ja väga madalatel temperatuuridel moodustavad aine erinevad olekud nagu supervedelikud ja Bose-Einsteini kondensaadid. Äärmuslikel juhtudel peetakse musti auke ka teiseks aine seisundiks, mille täpseid füüsikalisi omadusi me ei tea.
Mis vahe on aine seisundil ja aine faasil?
• Faas on ühtlaste keemiliste ja füüsikaliste omadustega piirkond, mida eraldavad eristatavad piirid.
• Mateeria olekud on vormid, milles võivad esineda erinevad faasid. Tahke aine, vedelik ja gaas on kõige levinumad aine olekud maa peal.
• Ühes aineseisundis võib esineda mitmeid faaside vorme. Näiteks kaaluge bensiini ja veega pudelit. Mõlemad on vedelas olekus, kuid erinevates faasides. Sama kontseptsiooni saab rakendada ka tahkete ainete puhul, kuigi gaasid kipuvad seda rikkuma, kuid mitte otseselt.
