Stanje snovi proti fazi snovi
V fiziki lahko nekaj, kar ima maso mirovanja, obravnavamo kot snov; je snov v vesolju. Lahko so bodisi najmanjši delci z maso bodisi največje zvezde v vesolju. Snov, ki nas skrbi, je sestavljena iz samo 4,6 % vesolja, preostala masa pa je v še nezaznavnih oblikah.
Tako kot energija lahko tudi materija obstaja v številnih oblikah. Te oblike so znane kot stanja snovi. Znotraj agregatnega stanja lahko atomi in molekule zavzamejo različne konfiguracije. Te so znane kot faze.
Kaj je faza snovi?
Homogen del heterogenega sistema, ločen z razločno mejo, je znan kot faza. Na splošno se nanaša na prostornino v vesolju, kjer so vse lastnosti snovi enotne in fizikalne lastnosti različne.
Na primer, razmislite o notranjosti grelnika vode, ko voda vre. Voda (tekočina) zavzema spodnji del kotlička in je ločena s stenami kotlička in zgornjo vodno površino. In v vsej tej regiji so kemijske in fizikalne lastnosti enotne. Tik nad vodno gladino je območje napolnjeno z mešanico pare in zraka. Tudi v tem območju stene kotlička in vodna površina ustvarjajo razločno mejo, lastnosti v celotnem območju pa se lahko štejejo za enotne. V tem primeru je vrela voda ena faza, mešanica pare in zraka pa je ena faza. Tako lahko ta sistem obravnavamo kot dvofazni sistem. Predstavljajte si vodo in bencin, natočena v prozorno steklenico. Tudi to je dvofazni sistem, kjer sta tekočini jasno ločeni z robom.
Raziskovanje faz snovi je pomembno pri določanju fizikalnih lastnosti snovi po transformacijah. Med procesi lahko pride do faznih prehodov, prehode pa lahko predstavimo s faznim diagramom. Fazni diagram je grafikon, ki prikazuje, kako različne faze se lahko pojavijo v različnih ravnotežnih pogojih. Ko sestava večfaznega sistema ostane nespremenjena, pravimo, da je v faznem ravnovesju.
Kaj je stanje snovi?
Različne oblike, ki jih lahko zavzame snov v različnih fazah, se obravnavajo kot stanje snovi. Tri klasična agregatna stanja so trdno, tekoče in plinasto.
V trdnih snoveh in tekočinah so medmolekulske sile močne in jih obravnavamo kot kondenzirana stanja. Trdne snovi imajo najmočnejše medmolekulske sile; zato strukturo tesno držijo skupaj te sile. Zato je oblika trdnega telesa nespremenljiva.
V tekočinah so medmolekulske sile relativno šibke; zato se zmerno držijo skupaj. In molekule lahko drsijo druga mimo druge, vendar so sile dovolj močne, da jim ne pustijo pobegniti. V plinih so medmolekularne sile šibke na ravni, da se zelo rahlo držijo skupaj. Lahko zdrsnejo drug mimo drugega in popolnoma zasedejo prostornino, v katero so postavljeni.
Materije spreminjajo stanje glede na nivo svoje notranje energije in temperaturo, ki je pokazatelj notranje energije. Pri višji temperaturi so vibracije v molekulah močne in tekmujejo z medmolekularnimi silami za sprostitev iz vezi. V trdnih snoveh je notranja energija nižja in ko se notranja energija poveča na določeni ravni, se vezi zrahljajo in trden led postane tekoč. Z nadaljnjim povečevanjem notranje energije / temperature se tekočina spremeni v plin.
Plazma se obravnava tudi kot fizikalno stanje snovi, kjer so elektroni iz plina odvzeti, elektroni in jedra pa so na zelo visoki energijski ravni. Večina snovi v vesolju je v tej obliki; v ogromnih oblakih med zvezdami, imenovanih medzvezdni oblaki, in v zvezdah, kjer jih ustvarjena toplota spremeni v plazmo.
Steklo in tekoči kristali se tudi v fiziki obravnavajo kot ločeni stanji. In pri zelo nizkih temperaturah snov tvori različna stanja kot superfluidi in Bose-Einsteinovi kondenzati. V skrajnih primerih se črne luknje obravnavajo tudi kot drugo agregatno stanje, za katerega ne poznamo natančnih fizikalnih lastnosti.
Kakšna je razlika med stanjem snovi in fazo snovi?
• Faza je območje z enakimi kemijskimi in fizikalnimi lastnostmi in je ločeno z razločljivimi mejami.
• Agregatna stanja so oblike, v katerih lahko obstajajo različne faze. Trdna, tekoča in plinasta so najpogostejša stanja snovi na zemlji.
• V enem agregatnem stanju lahko obstaja veliko oblik faz. Na primer, razmislite o steklenici z bencinom in vodo. Oba sta v tekočem stanju, vendar v različnih fazah. Enak koncept je mogoče uporabiti za trdne snovi, čeprav plini običajno kršijo to, vendar ne izrecno.
