Agregatno stanje

Glavne fazove transformacije, imajuči se v prirodě

Sut četyri glavne agregatne stanja materije (fazy) vo Vsesvětu: tvrdo tělo, tekutina, gaz i plazma.

Agregatno stanje vlivaje na svojstva substancije. Priměrami takyh svojstv budut gustota (kak težka jest jednotka jej objema), teglivost (kak dobro ona teče), kovnost (kak legko jest ju sgybati) ili provodnost (kak dobro ona provodi električnost). Prěměny medžu agregatnymi stanjami sut često obratime.

Glavne agregatne stanja

Tvrdo tělo

V tvrdom stanju pozicije atomov sut zakrěpjene odnosno jedna drugoj podčas dolgogo vrěmene. Tak to jest blagodare koheziji ili "trěnju" medžu molekulami. Kohezija zabezpečaje se metaličnymi, kovalentnymi ili ionnymi svezami. Samo tvrde těla mogut byti izpihnute siloju bez prěměnjanja formy, čto označaje, že oni mogut byti odpornymi protiv deformacije. Tvrde těla takože imajut sklonnost byti dost silnymi da by nehali svoju vlastnu formu v kontejneru. Tvrde těla sut obyčno vyše guste, než tekutiny (izključenjami sut tekuče bismut Bi i voda H₂O, ktore sut vyše guste v tekučem stanju). Kogda tvrda těla stavajut se gazom, tomu govoret sublimacija.

Tekutina

V tekutině molekuly pritegajut se jedna ko drugoj dost silno, da by medžu njimi byl kontakt, ale ne dost silno, da by konkretna struktura trajala se. Molekuly mogut bezprěryvno dvigati se odnosno sebe. Tuto označaje, že tekutiny mogut gladko tekti, ale ne tako gladko, kako gazy. Tekutiny budut iměti sklonnost prijeti formu kontejnera, v ktorom oni se nahodet. Tekutiny sut obyčno menje guste, než tvrde těla, ale sut vyše guste, než gaz.

Gaz

V gazu hemične svezy ne sut dost silne da by zadržali atomy vměstu, i zato gaz jest sbirkoju nezavisnyh, nesvezanyh molekul, ktore vzajemodějstvujut glavo črěz natolkanje se. Gazy prijmajut formu svojego kontejnera, i sut menje guste, než tvrde těla ili tekutiny. Gazy imajut slabějše sily priteganja než tvrde těla i tekutiny. Kogda gaz bezposrědno stavaje se tvrdym, toj proces nazyvaje se osadženje ili desublimacija. Prikladom osadženja bude inje na oknah v mraznom klimatu.

Plazma

Plazmy sut gazy, ktore imajut toliko energije, že elektrony atomov ne mogut ostavati se na orbitah vokrug atomnyh jedr. Atomne iony i elektrony měšajut se vkupě kako goreča supa.

Zatože pozitivno i negativno nabite čestice ne prilěpjajut se zajedno, plazma jest dobrym provoditeljem električnosti. Napriklad, vozduh ne jest dobrym provoditeljem električnosti. Ale, v slučaju blěskavice, atomy vozduha dostavajut tak mnogo energije, že dalje ne mogut udrživati svoje elektrony i stavajut se plazmoju na kratky čas. Pri tom električny tok može prohoditi črěz plazmu, stvarjajuči blěskavicu.

Plazma jest najrazprostranjenym stanjem materije vo Vsesvětu. I zvězdy, i medžuzvězdna srěda sut glavno stvorjene iz plazmy.

Fazove prěhody

Agregatne stanja mogut se izměnjati pod vlivom raznyh faktorov. Najčestěje ovymi sut temperatura i pritisk. Substancija obyčno stavaje se gazom pri vysokyh temperaturah i/ili nizkyh pritiskah, stavaje se tvrdoju pri nizkyh temperaturah, i stavaje se plazmoju pri krajno vysokyh temperaturah. Substancije često stavajut se tekučimi medžu tvrdym i gazovym stanjami, ale kogda pritisk je velmi nizky (kako vakuum kosmosa), mnogo substancij mogut prěskočiti tekuču fazu, prěhodeči bezposrědno iz tvrdoj fazy do gaza i obratno. Naučniki sozdavajut grafy, nazyvane fazove diagramy ili diagramy stanja, ktore pokazyvajut odnošenje medžu pritiskom, temperaturoju i fazami mnogyh substancij.

Kogda tvrdo tělo stavaje se tečnym, toj proces se nazyvaje topjenje. Kogda tekutina stavaje se tvrdoju, to jest solidifikacija ili zamraženje. Kogda tvrdo tělo se stavaje gazom, tomu govoret sublimacija. Kogda gaz stavaje se tvrdym, jest to desublimacija ili osadženje. Kogda tekutina stavaje se gazom, to jest izparjenje ili vrěnje. Kogda gaz stavaje se tekutinoju, toj proces se nazyvaje kondensacija.

Točka zamraženja i točka topjenja v ravnovažnom stanju mnet se jednakymi, zatože libokako povyšenje temperatury nad tutoj točkoju privede substanciju do topjenja, ako že libokako sniženje temperatury pričini jej zamraženje. Podobno, točky izparjenja i kondensacije (ili točky sublimacije i desublimacije) vsegda sběgajut se. U večšinstva substancij pri povyšenju pritiska točka izparjenja/kondensacije takože povyšaje se, i naopak. Napriměr, točka vrěnja vody povyšaje se, kogda vy idete vyše na goru, zatože pritisk se stavaje nizšim. Toj svez za zamraženje i topjenje može idti raznymi směrami, v zavisnosti na substanciji.

Druge stanja

V osoblivyh uslovjah mogut jestvovati mnogo drugyh stanij materije, vključno strannoj materije, supertvrdogo stanja, i, eventualno, strunno-mrěžnoj tekutiny. Naučniki gotovet eksperimenty pri velmi vysokyh ili velmi nizkyh teplotah, da by razvědati veče o fazah materije.

Kondensaty

Kondensaty Boze-Ajnštajna i fermionove kondensaty sut fazami materije, ktore prikladajut se k česticam, nazyvanym bozonami i fermionami, suodnosno (veče než jedin bozon može jestvovati v tojže točkě prostranstva v tojže čas, i toliko jedin fermion može jestvovati v tojže točkě v tuže hvilju). Kondensaty Boze-Ajnštajna i fermionove kondensaty strěčajut se pri nevěrojetno nizkyh temperaturah. Vse čestice takyh kondensatov počinajut dějati kako jedno veliko kvantovo stanje i zato ne imajut praktično nikako trěnje ili električno suprotivjenje.

Izrodžena materija

Kogda v jedru zvězdy skončet se legke elementy (kako vodorod ili helij), potrěbne za poddrživanje slivanja, jedro bude kolapsovati do vysoko gustogo stanja, ktore nazyvajut izrodžena materija. Vsečto jest upakovano velmi těsno i jedva može dvigati se. Jestli zvězda ne jest prěmnogo težka, ona stavaje se bělym karlikom. Vo vyše težkoj zvězdě pritisk jest taky intensivny, že dokonce protony i elektrony sut sgnetene, i ta se stavaje nevtronovoju zvězdoju.

Kvark-gluonove plazmy

Protony i nevtrony, sostavjajuče atomy, skladajut se iz ješče menših čestij, nazyvanyh kvarky (ktore sut "sklejene" zajedno tako zvanymi "gluonami"). Pri nevěrojetno vysokyh temperaturah nad 2 triliona Kelvinov kvarky i gluony obračajut se v drugo stanje materije. Ljudi mogut iztvoriti malo množstvo kvark-gluonovoj plazmy v Velikom Hadronovom Kolajderu v CERN, ale za kratky mig ona se bude ostuditi.

Nadkritične tekutiny

Kogda substancija nahodi se pri dostatočnyh temperaturě i pritisku v jednom času, nazyvanyh kritičnoju točkoju, ne jest možlivo različati velmi gusty gaz i velmi energetičnu tekutinu. To bude nadkritična tekutina, ktora provodi se obojako kako i tečnost, i gaz.

Svrh-tekutiny

Svrh-tekutiny, s jednoj strany, toliko byvajut pri velmi nizkyh temperaturah, a s drugoj strany, jimi se stavajut jedino několiko substancij kako tekuči helij. Svrh-tekutiny mogut dělati to, čto ne mogut dělati obyčajne tekutiny, kako tekti nagoru po bočnoj straně čaše i tako iztěkati.

Druge sajty

• 2005-06-22, MIT News: MIT physicists create new form of matter Citat: "... They have become the first to create a new type of matter, a gas of atoms that shows high-temperature superfluidity."
• 2003-10-10, Science Daily: Metallic Phase For Bosons Implies New State Of Matter
• 2004-01-15, ScienceDaily: Probable Discovery Of A New, Supersolid, Phase Of Matter Citat: "...We apparently have observed, for the first time, a solid material with the characteristics of a superfluid...but because all its particles are in the identical quantum state, it remains a solid even though its component particles are continually flowing..."
• 2004-01-29, ScienceDaily: NIST/University Of Colorado Scientists Create New Form Of Matter: A Fermionic Condensate
• "Phases of Matter". NASA. Bylo arhivovano iz iztočnika 30 oktobra 2009. Data dostupa: 4 maja 2011.
• "Electrons, Ions, and Plasma". NASA. Data dostupa: 8 oktobra 2011.

Vnešni linky

• Tutoj članok imaje prěvod iz članka «State of Matter» v Vikipediji na prostom anglijskom (spis avtorov; dozvoljen‌je CC BY-SA 4.0).