Stanje materije u odnosu na fazu materije
U fizici, nešto što ima masu mirovanja može se smatrati materijom; to je tvar u svemiru. To mogu biti ili najmanje čestice s masom ili najveće zvijezde u svemiru. Materija za koju smo zabrinuti sastoji se od samo 4,6% svemira, a ostatak mase leži u još nemjerljivim oblicima.
Poput energije, materija također može postojati u mnogim oblicima. Ovi oblici su poznati kao stanja materije. Unutar agregatnog stanja, atomi i molekule mogu imati različite konfiguracije. One su poznate kao faze.
Što je faza materije?
Homogeni dio heterogenog sustava odvojen vidljivom granicom poznat je kao faza. Općenito se odnosi na volumen u prostoru, gdje su sva svojstva materije ujednačena, a fizička svojstva različita.
Na primjer, razmislite o unutrašnjosti kuhala za vodu kada voda ključa. Voda (tekućina) zauzima donji dio kotlića, a odvojena je stjenkama kotlića i gornjom površinom vode. A u cijeloj ovoj regiji kemijska i fizikalna svojstva su ujednačena. Neposredno iznad površine vode, područje je ispunjeno mješavinom pare i zraka. I u ovom području, stijenke kotlića i vodena površina stvaraju prepoznatljivu granicu, a svojstva u cijelom području mogu se smatrati ujednačenim. U ovom slučaju kipuća voda je jedna faza, a smjesa pare i zraka jedna je faza. Stoga se ovaj sustav može smatrati dvofaznim sustavom. Zamislite vodu i benzin ulivene u prozirnu bocu. Ovo je također dvofazni sustav, gdje su dvije tekućine jasno odvojene rubom.
Istraživanje faza tvari važno je za određivanje fizikalnih svojstava tvari nakon transformacija. Tijekom procesa mogu se dogoditi fazni prijelazi, a prijelaze je moguće prikazati faznim dijagramom. Fazni dijagram je dijagram koji pokazuje koliko se različite faze mogu pojaviti u različitim ravnotežnim uvjetima. Kada sastav višefaznog sustava ostane nepromijenjen, kaže se da je u faznoj ravnoteži.
Što je stanje materije?
Različiti oblici koje materija u različitim fazama može poprimiti smatraju se stanjem materije. Tri klasična agregatna stanja su čvrsto, tekuće i plinovito.
U čvrstim tijelima i tekućinama međumolekulske sile su jake i smatraju se kondenziranim stanjima. Čvrste tvari imaju najjače međumolekularne sile; dakle, strukturu čvrsto drže zajedno te sile. Stoga je oblik čvrstog tijela nepromjenjiv.
U tekućinama su međumolekularne sile relativno slabe; stoga se umjereno drže zajedno. I molekule mogu kliziti jedna pokraj druge, ali sile su dovoljno jake da im ne dopuste da pobjegnu. U plinovima su međumolekularne sile slabe na razini da se vrlo slabo drže zajedno. I mogu kliziti jedni pokraj drugih i potpuno zauzeti volumen u koji su stavljeni.
Materija mijenja stanje ovisno o razini unutarnje energije i temperaturi koja je pokazatelj unutarnje energije. Na višoj temperaturi, vibracije u molekulama su jake da se natječu s međumolekularnim silama za oslobađanje od veza. U krutim tvarima unutarnja energija je niža, a kada se unutarnja energija poveća na određenoj razini, veze se olabave i čvrsti led će postati tekući. S daljnjim povećanjem unutarnje energije / temperature, tekućina će se transformirati u plin.
Plazma se također smatra fizičkim stanjem materije, gdje su elektroni iz plina ogoljeni, a i elektron i jezgra su na vrlo visokim energetskim razinama. Većina materije u svemiru je u ovom obliku; u golemim oblacima između zvijezda, zvanim međuzvjezdani oblaci, i u zvijezdama, gdje ih proizvedena toplina pretvara u plazmu.
Staklo i tekući kristali također se u fizici smatraju zasebnim stanjima. A na vrlo niskim temperaturama, materija formira različita stanja kao superfluidi i Bose-Einsteinovi kondenzati. U ekstremnim slučajevima, crne rupe se također smatraju drugim agregatnim stanjem, za koje ne znamo točna fizička svojstva.
Koja je razlika između stanja materije i faze materije?
• Faza je regija s ujednačenim kemijskim i fizičkim svojstvima i odvojena je prepoznatljivim granicama.
• Stanja materije su oblici u kojima mogu postojati različite faze. Čvrsto, tekuće i plinovito stanje su najčešća stanja materije na Zemlji.
• U jednom agregatnom stanju mogu postojati mnogi oblici faza. Na primjer, razmotrite bocu s benzinom i vodom. Oba su u tekućem stanju, ali u različitim fazama. Isti koncept može se primijeniti na čvrste tvari, iako plinovi imaju tendenciju da krše ovo, ali ne eksplicitno.
