Definisjon av tilstand

Fysikk og kjemi studerer både materie, energi og interaksjoner mellom dem. Fra lovene om termodynamikk, vet forskere at materie kan endre tilstander, og summen av materien og energien i et system er konstant. Når energi tilsettes eller fjernes for materie, endrer den tilstand til å danne en når det gjelder. En sakstilstand er definert som en av måtene saken kan samhandle med seg selv for å danne en homogen fase.

Uttrykkene "tilstand av materie" og "fase av materie" brukes om hverandre. For det meste er dette greit. Teknisk kan et system inneholde flere faser av samme sakstilstand. For eksempel kan en stålstang (et fast stoff) inneholde ferritt, sementitt og austenitt. En blanding av olje og eddik (en væske) inneholder to separate flytende faser.

I hverdagen eksisterer fire faser av materien: faste stoffer, væsker, gasser, og plasma. Flere andre tilstander er imidlertid oppdaget. Noen av disse andre tilstandene oppstår ved grensen mellom to tilstander der et stoff ikke virkelig viser egenskapene til noen av tilstandene. Andre er mest eksotiske. Dette er en liste over noen tilstander av materie og deres egenskaper:

Fast: Et fast stoff har en definert form og volum. Partikler i et fast stoff er pakket veldig tett sammen festet i en ordnet ordning. Arrangementet kan være tilstrekkelig beordret til å danne en krystall (f.eks. NaCl eller bordsaltkrystall, kvarts), eller arrangementet kan være forstyrret eller amorft (f.eks. Voks, bomull, vindusglass).

Væske: En væske har et definert volum, men mangler en definert form. Partikler i en væske pakkes ikke så tett sammen som i et fast stoff, slik at de kan gli mot hverandre. Eksempler på væsker inkluderer vann, olje og alkohol.

Gass: En gass mangler enten en definert form eller volum. Gasspartikler er vidt adskilt. Eksempler på gasser inkluderer luft og helium i en ballong.

Plasma: Som en gass, mangler et plasma en definert form eller volum. Imidlertid er partiklene i et plasma elektrisk ladet og skilles ved store forskjeller. Eksempler på plasma inkluderer lyn og aurora.

Glass: Et glass er en amorf fast stoff mellomprodukt mellom et krystallinsk gitter og en væske. Noen ganger regnes det som en egen sakstilstand fordi den har egenskaper som er forskjellige fra faste stoffer eller væsker, og fordi den eksisterer i en metastabil tilstand.

superflytende: En overflødig væske er en andre flytende tilstand som oppstår i nærheten absolutt null. I motsetning til en normal væske, har en overflødig væske null viskositet.

Bose-Einstein kondensat: A Bose-Einstein kondensat kan kalles sakens femte tilstand. I et Bose-Einstein-kondensat slutter stoffets partikler å oppføre seg som individuelle enheter og kan beskrives med en enkelt bølgefunksjon.

Fermionisk kondensat: Som et Bose-Einstein-kondensat, kan partikler i et fermionisk kondensat beskrives ved en ensartet bølgefunksjon. Forskjellen er at kondensatet dannes av fermioner. På grunn av Pauli-ekskluderingsprinsippet kan ikke fermioner dele den samme kvantetilstanden, men i dette tilfellet oppfører par fermioner seg som bosoner.

Dropleton: Dette er en "kvantetåke" av elektroner og hull som strømmer omtrent som en væske.

Degenerert Matter: Degenerert materie er faktisk en samling eksotiske tilstander av materie som forekommer under ekstremt høyt trykk (f.eks. Innenfor kjernene til stjerner eller massive planeter som Jupiter). Begrepet "degenerert" stammer fra måten materie kan eksistere i to stater med samme energi, noe som gjør dem utskiftbare.

Gravitasjonssangularitet: En singularitet, som i midten av et svart hull, er ikke en sakstilstand. Imidlertid bærer det merke fordi det er et "objekt" dannet av masse og energi som mangler materie.

Materiale kan endre tilstander når energi tilføres eller fjernes fra systemet. Vanligvis er denne energien resultat av endringer i trykk eller temperatur. Når saken endrer seg, gjennomgår den a faseovergang eller faseendring.

• Goodstein, D. L. (1985). Tingenes tilstand. Dover Phoenix. ISBN 978-0-486-49506-4.
• Murthy, G.; et al. (1997). "Superfluider and Supersolids on Frustrated Two-Dimensional Gattices". Fysisk gjennomgang B. 55 (5): 3104. gjør jeg:10,1103 / PhysRevB.55.3104
• Sutton, A. P. (1993). Elektronisk materialstruktur. Oxford Science Publications. s. 10–12. ISBN 978-0-19-851754-2.
• Valigra, Lori (22. juni 2005) MIT-fysikere oppretter ny form for materie. MIT Nyheter.
• Wahab, M.A. (2005). Solid State Physics: Materialers struktur og egenskaper. Alpha Science. s. 1–3. ISBN 978-1-84265-218-3.