Starea materiei vs faza materiei
În fizică, ceva care are o masă de repaus poate fi considerat o chestiune; este o substanță în univers. Poate fi fie cele mai mici particule cu masă, fie cele mai mari stele din univers. Materia pentru care ne preocupă este formată din doar 4,6% din univers, iar restul masei se află în forme încă nedetectabile.
La fel ca energia, materia poate exista și sub multe forme. Aceste forme sunt cunoscute ca stări ale materiei. Într-o stare a materiei, atomii și moleculele pot lua diferite configurații. Acestea sunt cunoscute ca faze.
Ce este faza materiei?
Partea omogenă a unui sistem eterogen, separată printr-o graniță distinsă, este cunoscută sub numele de fază. În general, se referă la un volum în spațiu, unde toate proprietățile materiei sunt uniforme și proprietățile fizice sunt distincte.
De exemplu, luați în considerare interiorul unui fierbător de apă când apa fierbe. Apa (lichidul) ocupă zona inferioară a ibricului și este separată de pereții ibricului și de suprafața superioară a apei. Și în toată această regiune proprietățile chimice și fizice sunt uniforme. Chiar deasupra suprafeței apei, zona este umplută cu amestec de abur și aer. Și în această regiune, pereții ibricului și suprafața apei creează o graniță distinsă, iar proprietățile din întreaga regiune pot fi considerate uniforme. În acest caz, apa clocotită este o fază, iar amestecul de aer cu abur este o fază. Deci acest sistem poate fi considerat un sistem în două faze. Luați în considerare apa și benzina turnate într-o sticlă transparentă. Acesta este, de asemenea, un sistem în două faze, în care cele două lichide sunt clar separate printr-o marjă.
Investigarea fazelor materiei este importantă în determinarea proprietăților fizice ale unei substanțe după transformări. În timpul proceselor, pot apărea tranziții de fază, iar tranzițiile pot fi reprezentate printr-o diagramă de fază. Diagrama de fază este o diagramă care arată cum pot apărea faze distincte în diferite condiții de echilibru. Când compoziția unui sistem cu mai multe faze rămâne neschimbată, se spune că acesta este în echilibru de fază.
Ce este starea materiei?
Formele distincte pe care le poate lua materia în diferite faze sunt considerate ca o stare a materiei. Trei stări clasice ale materiei sunt solidă, lichidă și gazoasă.
În solide și lichide, forțele intermoleculare sunt puternice și sunt considerate stări condensate. Solidele au cele mai puternice forțe intermoleculare; prin urmare, structura este strâns ținută împreună de aceste forțe. Prin urmare, forma unui solid este neschimbată.
În lichide, forțele intermoleculare sunt relativ slabe; prin urmare, sunt moderat ținute împreună. Iar moleculele pot aluneca unele pe lângă altele, dar forțele sunt suficient de puternice încât să nu le lase să scape. În gaze, forțele intermoleculare sunt slabe la un nivel în care sunt foarte ușor ținute împreună. Și pot aluneca unul pe lângă celăl alt și pot ocupa complet volumul în care sunt introduse.
Materia își schimbă starea în funcție de nivelul lor de energie internă și de temperatură, care este un indicator al energiei interne. La temperatură mai ridicată, vibrațiile din molecule sunt puternice, deoarece acestea concurează cu forțele intermoleculare pentru a se elibera din legături. În solide, energia internă este mai mică, iar atunci când energia internă crește la un anumit nivel, legăturile se slăbesc, iar gheața solidă va deveni lichidă. Odată cu o creștere suplimentară a energiei/temperaturii interne, lichidul se va transforma într-un gaz.
Plasma este, de asemenea, considerată o stare fizică a materiei, în care electronii gazului sunt îndepărtați, iar atât electronii, cât și nucleii se află la niveluri de energie foarte ridicate. Cea mai mare parte a materiei din univers este sub această formă; în norii mari dintre stele, numiți nori interstelari, și în stele, unde căldura generată îi transformă în plasmă.
Sticlă și cristalele lichide sunt, de asemenea, considerate stări separate în fizică. Și la temperaturi foarte scăzute, materia formează stări diferite ca superfluide și condensate Bose-Einstein. În cazuri extreme, găurile negre sunt, de asemenea, considerate ca o altă stare a materiei, despre care nu cunoaștem proprietățile fizice exacte.
Care este diferența dintre starea materiei și faza materiei?
• O fază este o regiune cu proprietăți chimice și fizice uniforme și este separată prin granițe distinse.
• Stările materiei sunt formele în care pot exista diferite faze. Solid, lichid și gaz sunt cele mai comune stări ale materiei de pe pământ.
• Într-o stare a materiei pot exista multe forme de faze. De exemplu, luați în considerare sticla cu benzină și apă. Ambele sunt în stare lichidă, dar în faze diferite. Același concept poate fi aplicat solidelor, deși gazele tind să încalce acest lucru, dar nu în mod explicit.
