State of Matter vs Phase of Matter
Ve fyzice lze něco, co má klidovou hmotnost, považovat za hmotu; je to látka ve vesmíru. Může to být buď nejmenší částice s hmotou, nebo největší hvězdy ve vesmíru. Hmota, které nás znepokojuje, sestává pouze z 4,6% vesmíru a zbytek hmoty leží v dosud nezjistitelných formách.
Stejně jako energie může hmota existovat také v mnoha formách. Tyto formy jsou známé jako stavy hmoty. Ve stavu hmoty mohou atomy a molekuly nabývat různých konfigurací. Tito jsou známí jako fáze.
Co je Fáze hmoty?
Homogenní část heterogenního systému oddělená rozlišitelnou hranicí je známá jako fáze. Obecně se jedná o objem v prostoru, kde jsou všechny vlastnosti hmoty jednotné a fyzikální vlastnosti odlišné.
Když voda vaří, zvažte například vnitřek varné konvice. Voda (kapalina) zabírá spodní část konvice a je oddělena stěnami konvice a horní vodní hladinou. A v této oblasti jsou chemické a fyzikální vlastnosti jednotné. Těsně nad vodní hladinou je oblast naplněna směsí páry a vzduchu. I v této oblasti tvoří stěny konvice a vodní hladina rozlišitelnou hranici a vlastnosti v celé oblasti lze považovat za jednotné. V tomto případě je vroucí voda jedna fáze a směs páry se vzduchem je jedna fáze. Tento systém lze tedy považovat za dvoufázový. Vezměme si vodu a benzín nalité do průhledné láhve. Toto je také dvoufázový systém, kde jsou dvě kapaliny jasně odděleny okrajem.
Zkoumání fází hmoty je důležité při určování fyzikálních vlastností látky po transformacích. Během procesů mohou nastat fázové přechody a přechody mohou být reprezentovány fázovým diagramem. Fázový diagram je graf, který ukazuje, jak mohou nastat různé fáze za různých rovnovážných podmínek. Pokud složení vícefázového systému zůstane nezměněno, říká se, že je ve fázové rovnováze.
Co je State of Matter?
Různé formy hmoty v různých fázích mohou být považovány za stav hmoty. Tři klasické stavy hmoty jsou pevné, kapalné a plynné.
V pevných látkách a kapalinách jsou mezimolekulární síly silné a považují se za kondenzované stavy. Pevné látky mají nejsilnější mezimolekulární síly; proto je konstrukce těmito silami pevně držena pohromadě. Tvar tělesa se proto nemění.
V kapalinách jsou mezimolekulární síly relativně slabé; proto jsou mírně drženi pohromadě. A molekuly mohou klouzat navzájem, ale síly jsou dostatečně silné, aby je nenechaly uniknout. V plynech jsou mezimolekulární síly slabé na takové úrovni, že jsou velmi lehce drženy pohromadě. A mohou klouzat kolem sebe a zcela zabírat hlasitost, do které jsou vloženi.
Hmota mění stav v závislosti na jejich vnitřní energetické úrovni a teplotě, což je indikátor vnitřní energie. Při vyšší teplotě jsou vibrace v molekulách silné, že soutěží s mezimolekulárními silami o uvolnění z vazeb. V pevných látkách je vnitřní energie nižší a při zvýšení vnitřní energie na určité úrovni se vazby uvolní a pevný led se stane kapalným. S dalším zvyšováním vnitřní energie / teploty se kapalina přemění na plyn.
Plazma je také považována za fyzický stav hmoty, kdy jsou elektrony plynu stripovány a elektron i jádra jsou na velmi vysokých energetických úrovních. Většina hmoty ve vesmíru je v této formě; v obrovských mračnech mezi hvězdami, které se nazývají mezihvězdné mraky, a ve hvězdách, kde generované teplo je proměňuje v plazmu.
Sklo a tekuté krystaly jsou také považovány za samostatné stavy ve fyzice. A při velmi nízkých teplotách tvoří hmota různé stavy jako superfluidy a Bose-Einsteinovy kondenzáty. V extrémních případech jsou černé díry také považovány za další stav hmoty, o kterém neznáme přesné fyzikální vlastnosti.
Jaký je rozdíl mezi stavem hmoty a fází hmoty?
• Fáze je oblast s jednotnými chemickými a fyzikálními vlastnostmi a je oddělena rozlišitelnými hranicemi.
• Stavy hmoty jsou formy, ve kterých mohou existovat různé fáze. Pevná látka, kapalina a plyn jsou nejčastějšími stavy hmoty na Zemi.
• V jednom stavu hmoty může existovat mnoho forem fází. Zvažte například láhev s benzínem a vodou. Oba jsou v kapalném stavu, ale v různých fázích. Stejný koncept lze aplikovat na pevné látky, ačkoli plyny mají tendenci to porušovat, ale ne výslovně.
