Definition av State of Matter

Fysik och kemi studerar både materia, energi och interaktioner mellan dem. Från lagarna för termodynamik vet forskare att materien kan ändra tillstånd och summan av materiens och energin i ett system är konstant. När energi läggs till eller tas bort för att materia, ändrar den tillstånd för att bilda en materiens tillstånd. Ett tillstånd definieras som ett av sätten på vilket materia kan interagera med sig själv för att bilda en homogen fas.

Fraserna "materiens tillstånd" och "materiens fas" används omväxlande. För det mesta är det bra. Tekniskt kan ett system innehålla flera faser av samma sak. Till exempel kan en stålstång (ett fast ämne) innehålla ferrit, cementit och austenit. En blandning av olja och vinäger (en vätska) innehåller två separata vätskefaser.

I vardagen finns fyra faser av materia: fasta ämnen, vätskor, gaser, och plasma. Emellertid har flera andra tillstånd av materia upptäckts. Vissa av dessa andra tillstånd förekommer vid gränsen mellan två tillstånd av materia där ett ämne inte verkligen visar egenskaperna för någon av tillstånden. Andra är mest exotiska. Detta är en lista över vissa tillstånd av materia och deras egenskaper:

Fast: Ett fast ämne har en definierad form och volym. Partiklar i ett fast ämne packas mycket nära varandra fixerade i ett ordnat arrangemang. Arrangemanget kan vara tillräckligt ordnat för att bilda en kristall (t.ex. NaCl eller bordsaltkristall, kvarts) eller så kan arrangemanget vara stört eller amorft (t.ex. vax, bomull, fönsterglas).

Flytande: En vätska har en definierad volym men saknar en definierad form. Partiklar i en vätska packas inte så nära varandra som i ett fast ämne, vilket gör att de kan glida mot varandra. Exempel på vätskor inkluderar vatten, olja och alkohol.

Gas: En gas saknar antingen en definierad form eller volym. Gaspartiklar är vida separerade. Exempel på gaser inkluderar luft och helium i en ballong.

Plasma: Liksom en gas saknar plasma en definierad form eller volym. Emellertid är partiklarna i en plasma elektriskt laddade och separeras av stora skillnader. Exempel på plasma inkludera blixtar och auroran.

Glas: Ett glas är en amorf fast substans mellanprodukt mellan ett kristallint gitter och en vätska. Det betraktas ibland som ett separat tillstånd av materia eftersom det har egenskaper som skiljer sig från fasta ämnen eller vätskor och eftersom det finns i ett metastabilt tillstånd.

supra: En överflödig vätska är ett andra vätsketillstånd som uppstår nära absolut noll. Till skillnad från en normal vätska har en supervätska noll viskositet.

Bose-Einstein kondensat: A Bose-Einstein kondensat kan kallas materiens femte tillstånd. I en Bose-Einstein kondenserar slutar partiklarna av materia att uppträda som enskilda enheter och kan beskrivas med en enda vågfunktion.

Fermioniskt kondensat: Liksom ett Bose-Einstein-kondensat kan partiklar i ett fermioniskt kondensat beskrivas med en enhetlig vågfunktion. Skillnaden är att kondensatet bildas av fermioner. På grund av Pauli-uteslutningsprincipen kan fermioner inte dela samma kvanttillstånd, men i detta fall uppträder par av fermioner som bosoner.

Dropleton: Detta är en "kvantdimma" av elektroner och hål som rinner mycket som en vätska.

Degenerat Matter: Degenerat materia är faktiskt en samling exotiska tillstånd av materia som förekommer under extremt högt tryck (t.ex. inom kärnorna i stjärnor eller massiva planeter som Jupiter). Uttrycket "degenererat" härrör från hur materien kan existera i två tillstånd med samma energi, vilket gör dem utbytbara.

Gravitational Singularity: En singularitet, som i mitten av ett svart hål, är inte en sakfråga. Det bär dock att notera eftersom det är ett "objekt" som bildas av massa och energi som saknar materia.

Materiet kan ändra tillstånd när energi läggs till eller tas bort från systemet. Vanligtvis är denna energi resultatet av förändringar i tryck eller temperatur. När materien förändras, genomgår den a Fasövergång eller fasändring.

• Goodstein, D. L. (1985). State of Matter. Dover Phoenix. ISBN 978-0-486-49506-4.
• Murthy, G.; et al. (1997). "Superfluids and Supersolids on Frustrated Two-Dimensionional Lattices". Fysisk granskning B. 55 (5): 3104. doi:10,1103 / PhysRevB.55.3104
• Sutton, A. P. (1993). Elektronisk materialstruktur. Oxford Science Publications. pp. 10–12. ISBN 978-0-19-851754-2.
• Valigra, Lori (22 juni 2005) MIT-fysiker Skapa ny form av materia. MIT Nyheter.
• Wahab, M.A. (2005). Solid State Physics: Materials struktur och egenskaper. Alpha Science. pp. 1–3. ISBN 978-1-84265-218-3.