- สถานะของการรวมสสาร
- ของแข็ง
- ประเภทของของแข็ง
- แร่ธาตุ
- เครื่องเคลือบดินเผา
- ของแข็งอินทรีย์
- วัสดุคอมโพสิต
- อุปกรณ์กึ่งตัวนำ
- วัสดุนาโน
- วัสดุการแพทย์
- ของเหลว
- ประเภทของของเหลว
- ตัวทำละลาย
- โซลูชั่น
- อิมัลชัน
- สารแขวนลอย
- สเปรย์ละออง
- แก๊ส
- ประเภทของก๊าซ
- ธรรมชาติของธาตุ
- สารประกอบจากธรรมชาติ
- เทียม
- พลาสมา
- ประเภทของพลาสมา
- เทียม
- ที่ดิน
- ช่องว่าง
- คอนเดนเสท Bose-Einstein
- อ้างอิง
รัฐของการรวมของเรื่องที่เชื่อมโยงกับความเป็นจริงที่ว่ามันสามารถอยู่ในรัฐที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความหนาแน่นแสดงโดยโมเลกุลที่ประกอบมัน วิทยาศาสตร์ฟิสิกส์เป็นสิ่งที่รับผิดชอบในการศึกษาธรรมชาติและคุณสมบัติของสสารและพลังงานในจักรวาล
แนวคิดของสสารถูกกำหนดให้เป็นทุกสิ่งทุกอย่างที่ประกอบขึ้นเป็นเอกภพ (อะตอมโมเลกุลและไอออน) ซึ่งสร้างโครงสร้างทางกายภาพที่มีอยู่ทั้งหมด การตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์แบบดั้งเดิมถือว่าสถานะการรวมตัวของสสารนั้นสมบูรณ์ตามที่แสดงในสามสิ่งที่รู้จัก ได้แก่ ของแข็งของเหลวหรือก๊าซ
อย่างไรก็ตามมีอีกสองขั้นตอนที่ได้รับการพิจารณาเมื่อเร็ว ๆ นี้ทำให้สามารถจัดประเภทดังกล่าวและเพิ่มเข้าไปในสถานะดั้งเดิมทั้งสาม (ที่เรียกว่าพลาสมาและคอนเดนเสท Bose-Einstein)
สิ่งเหล่านี้แสดงถึงรูปแบบของสสารที่หายากกว่าแบบดั้งเดิม แต่ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสมจะแสดงคุณสมบัติที่แท้จริงและมีลักษณะเฉพาะมากพอที่จะจัดเป็นสถานะของการรวมตัวได้
สถานะของการรวมสสาร
ของแข็ง
โลหะเป็นของแข็ง
เมื่อพูดถึงสสารในสถานะของแข็งสามารถนิยามได้ว่าโมเลกุลที่ประกอบกันเป็นหนึ่งในลักษณะที่กะทัดรัดทำให้มีช่องว่างระหว่างกันน้อยมากและให้ลักษณะที่แข็งแก่โครงสร้างของมัน
ดังนั้นวัสดุที่อยู่ในสถานะของการรวมตัวนี้จะไม่ไหลอย่างอิสระ (เช่นของเหลว) หรือขยายตัวตามปริมาตร (เช่นก๊าซ) และสำหรับวัตถุประสงค์ของการใช้งานที่หลากหลายจึงถือว่าเป็นสารที่ไม่สามารถบีบอัดได้
นอกจากนี้ยังสามารถมีโครงสร้างผลึกซึ่งจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบและสม่ำเสมอหรือในลักษณะที่ไม่เป็นระเบียบและผิดปกติเช่นโครงสร้างอสัณฐาน
ในแง่นี้ของแข็งไม่จำเป็นต้องเป็นเนื้อเดียวกันในโครงสร้างของพวกมันสามารถหาสิ่งที่มีความแตกต่างกันทางเคมีได้ พวกมันมีความสามารถในการไปยังสถานะของเหลวโดยตรงในกระบวนการฟิวชั่นเช่นเดียวกับการไปยังสถานะก๊าซโดยการระเหิด
ประเภทของของแข็ง
วัสดุที่เป็นของแข็งแบ่งออกเป็นหลายประเภท:
โลหะ: เป็นของแข็งที่แข็งแกร่งและหนาแน่นซึ่งมักจะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม (เนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระ) และความร้อน (เนื่องจากการนำความร้อน) พวกมันประกอบขึ้นเป็นตารางธาตุจำนวนมากและสามารถเชื่อมต่อกับโลหะอื่นหรืออโลหะเพื่อสร้างโลหะผสมได้ ขึ้นอยู่กับโลหะที่เป็นปัญหาพวกมันสามารถพบได้ตามธรรมชาติหรือผลิตขึ้นเอง
แร่ธาตุ
เป็นของแข็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติผ่านกระบวนการทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นที่ความดันสูง
แร่ธาตุถูกจัดประเภทตามลักษณะโครงสร้างผลึกที่มีคุณสมบัติสม่ำเสมอและแตกต่างกันอย่างมากในประเภทขึ้นอยู่กับวัสดุที่มีการกล่าวถึงและต้นกำเนิด ของแข็งประเภทนี้พบได้ทั่วไปทั่วโลก
เครื่องเคลือบดินเผา
เป็นของแข็งที่สร้างขึ้นจากสารอนินทรีย์และอโลหะโดยทั่วไปแล้วโดยการใช้ความร้อนและมีโครงสร้างเป็นผลึกหรือกึ่งผลึก
ความพิเศษของวัสดุประเภทนี้คือสามารถกระจายอุณหภูมิผลกระทบและแรงได้สูงทำให้เป็นส่วนประกอบที่ยอดเยี่ยมสำหรับเทคโนโลยีขั้นสูงในสาขาการบินอิเล็กทรอนิกส์และแม้แต่การทหาร
ของแข็งอินทรีย์
เป็นของแข็งที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นหลักและยังอาจมีไนโตรเจนออกซิเจนฟอสฟอรัสซัลเฟอร์หรือโมเลกุลของฮาโลเจนในโครงสร้าง
สารเหล่านี้แตกต่างกันอย่างมากโดยมีวัสดุตั้งแต่พอลิเมอร์ธรรมชาติและเทียมไปจนถึงขี้ผึ้งพาราฟินที่มีต้นกำเนิดจากไฮโดรคาร์บอน
วัสดุคอมโพสิต
วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุที่ค่อนข้างทันสมัยซึ่งได้รับการพัฒนาโดยการรวมของแข็งสองชนิดขึ้นไปสร้างสารใหม่ที่มีลักษณะเฉพาะของแต่ละส่วนประกอบจึงใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของวัสดุที่เหนือกว่าวัสดุดั้งเดิม ตัวอย่าง ได้แก่ คอนกรีตเสริมเหล็กและไม้คอมโพสิต
อุปกรณ์กึ่งตัวนำ
พวกเขาได้รับการตั้งชื่อตามความต้านทานและการนำไฟฟ้าซึ่งวางไว้ระหว่างตัวนำโลหะและตัวเหนี่ยวนำที่ไม่ใช่โลหะ มักใช้ในด้านอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่และเพื่อสะสมพลังงานแสงอาทิตย์
วัสดุนาโน
เป็นของแข็งที่มีขนาดเล็กซึ่งหมายความว่ามีคุณสมบัติต่างจากรุ่นใหญ่ พวกเขาพบการใช้งานในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเฉพาะทางเช่นในด้านการกักเก็บพลังงาน
วัสดุการแพทย์
วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุธรรมชาติและชีวภาพที่มีลักษณะซับซ้อนและเป็นเอกลักษณ์แตกต่างจากของแข็งอื่น ๆ ทั้งหมดเนื่องจากมีต้นกำเนิดมาจากวิวัฒนาการหลายล้านปี พวกมันประกอบด้วยองค์ประกอบอินทรีย์ที่แตกต่างกันและสามารถสร้างและปฏิรูปได้ตามลักษณะภายในที่มี
ของเหลว
ของเหลวเรียกว่าสสารที่อยู่ในสถานะบีบอัดเกือบไม่ได้ซึ่งตรงกับปริมาตรของภาชนะที่บรรจุอยู่
ของเหลวจะไหลได้อย่างอิสระบนพื้นผิวที่ซึ่งแตกต่างจากของแข็ง แต่ไม่ขยายตัวตามปริมาตรเหมือนก๊าซ ด้วยเหตุนี้พวกมันจึงรักษาความหนาแน่นคงที่ในทางปฏิบัติ นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการทำให้พื้นผิวเปียกหรือทำให้ชื้นเนื่องจากแรงตึงผิว
ของเหลวถูกควบคุมโดยคุณสมบัติที่เรียกว่าความหนืดซึ่งวัดความต้านทานต่อการเสียรูปโดยการเฉือนหรือการเคลื่อนไหว
จากพฤติกรรมของพวกมันที่เกี่ยวกับความหนืดและการเปลี่ยนรูปของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นของเหลวแบบนิวตันและไม่ใช่นิวตันแม้ว่าจะไม่ได้กล่าวถึงในรายละเอียดในบทความนี้
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่ามีเพียงสององค์ประกอบที่พบในสถานะของการรวมตัวภายใต้สภาวะปกติ: โบรมีนและปรอทและซีเซียมแกลเลียมแฟรนเซียมและรูบิเดียมยังสามารถเข้าถึงสถานะของเหลวได้อย่างง่ายดายภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
พวกมันสามารถเปลี่ยนเป็นสถานะของแข็งได้โดยกระบวนการทำให้แข็งตัวเช่นเดียวกับการเปลี่ยนเป็นก๊าซโดยการต้ม
ประเภทของของเหลว
ตามโครงสร้างของพวกเขาของเหลวแบ่งออกเป็นห้าประเภท:
ตัวทำละลาย
ตัวทำละลายเป็นตัวแทนของของเหลวทั่วไปและไม่ธรรมดาทั้งหมดที่มีโมเลกุลเพียงชนิดเดียวในโครงสร้างตัวทำละลายคือสารที่ทำหน้าที่ละลายสารที่เป็นของแข็งและของเหลวอื่น ๆ ภายในเพื่อสร้างของเหลวชนิดใหม่
โซลูชั่น
เป็นของเหลวที่อยู่ในรูปของส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของตัวถูกละลายและตัวทำละลายตัวถูกละลายสามารถเป็นของแข็งหรือของเหลวอื่นได้
อิมัลชัน
พวกเขาแสดงเป็นของเหลวที่เกิดจากการผสมของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถละลายได้ทั่วไป สังเกตได้ว่าเป็นของเหลวที่แขวนลอยอยู่ภายในอีกรูปแบบหนึ่งในรูปแบบของ globules และสามารถพบได้ในรูปแบบ W / O (น้ำในน้ำมัน) หรือ O / W (น้ำมันในน้ำ) ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง
สารแขวนลอย
สารแขวนลอยคือของเหลวที่มีอนุภาคของแข็งแขวนลอยอยู่ในตัวทำละลาย สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติ แต่มักพบเห็นได้ทั่วไปในด้านเภสัชกรรม
สเปรย์ละออง
เกิดขึ้นเมื่อก๊าซถูกส่งผ่านของเหลวและก๊าซแรกจะกระจายตัวในวินาที สารเหล่านี้เป็นของเหลวในธรรมชาติที่มีโมเลกุลของก๊าซและสามารถแยกตัวได้เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
แก๊ส
ก๊าซถือเป็นสถานะของสสารที่สามารถบีบอัดได้ซึ่งโมเลกุลจะถูกแยกและกระจายออกไปอย่างมากและเมื่อใดที่พวกมันขยายตัวเพื่อครอบครองปริมาตรของภาชนะที่บรรจุอยู่
นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบหลายอย่างที่พบในสถานะก๊าซตามธรรมชาติและสามารถเข้าร่วมกับสารอื่น ๆ เพื่อสร้างส่วนผสมของก๊าซได้
ก๊าซสามารถเปลี่ยนเป็นของเหลวได้โดยตรงโดยกระบวนการควบแน่นและเป็นของแข็งโดยกระบวนการสะสมที่หายาก นอกจากนี้ยังสามารถให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงมากหรือส่งผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงเพื่อทำให้แตกตัวเป็นไอออนกลายเป็นพลาสมา
ในแง่ของลักษณะที่ซับซ้อนและความไม่เสถียรซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมคุณสมบัติของก๊าซอาจแตกต่างกันไปตามความดันและอุณหภูมิที่พบดังนั้นบางครั้งคุณจึงทำงานกับก๊าซโดยใช้สมมติฐานว่าเป็น "อุดมคติ"
ประเภทของก๊าซ
ก๊าซมีสามประเภทตามโครงสร้างและแหล่งกำเนิดซึ่งอธิบายไว้ด้านล่าง:
ธรรมชาติของธาตุ
พวกมันถูกกำหนดให้เป็นองค์ประกอบทั้งหมดที่พบในสถานะก๊าซในธรรมชาติและภายใต้สภาวะปกติซึ่งสังเกตเห็นได้บนโลกและบนดาวเคราะห์ดวงอื่น
ในกรณีนี้สามารถตั้งชื่อออกซิเจนไฮโดรเจนไนโตรเจนและก๊าซมีตระกูลนอกเหนือจากคลอรีนและฟลูออรีนเป็นตัวอย่างได้
สารประกอบจากธรรมชาติ
เป็นก๊าซที่เกิดขึ้นในธรรมชาติโดยกระบวนการทางชีววิทยาและประกอบด้วยองค์ประกอบตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป โดยปกติจะประกอบด้วยไฮโดรเจนออกซิเจนและไนโตรเจนแม้ว่าในกรณีที่หายากมากก็สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยก๊าซมีตระกูล
เทียม
ก๊าซเหล่านี้เป็นก๊าซที่มนุษย์สร้างขึ้นจากสารประกอบตามธรรมชาติซึ่งผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ ก๊าซเทียมบางชนิดเช่นคลอโรฟลูออโรคาร์บอนสารระงับความรู้สึกและสารฆ่าเชื้ออาจเป็นพิษหรือก่อมลพิษมากกว่าที่เคยคิดไว้ดังนั้นจึงมีข้อบังคับในการ จำกัด การใช้งานจำนวนมาก
พลาสมา
สถานะของการรวมตัวของสสารนี้ได้รับการอธิบายเป็นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1920 และมีลักษณะเฉพาะด้วยการไม่มีตัวตนบนพื้นผิวโลก
จะปรากฏเฉพาะเมื่อก๊าซที่เป็นกลางอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความแรงพอสมควรซึ่งก่อตัวเป็นชั้นของก๊าซไอออไนซ์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้สูงและยังแตกต่างจากสถานะการรวมอื่น ๆ ที่มีอยู่อย่างเพียงพอเพื่อให้สามารถจำแนกประเภทของตัวเองเป็นสถานะได้ .
สสารในสถานะนี้สามารถถูกทำให้กลายเป็นก๊าซได้อีกครั้ง แต่เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้สภาวะที่รุนแรง
มีการตั้งสมมติฐานว่าพลาสมาแสดงถึงสถานะของสสารที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในจักรวาล ข้อโต้แย้งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการดำรงอยู่ของสิ่งที่เรียกว่า“ สสารมืด” ซึ่งเสนอโดยนักฟิสิกส์ควอนตัมเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ความโน้มถ่วงในอวกาศ
ประเภทของพลาสมา
พลาสมามีสามประเภทซึ่งจำแนกตามแหล่งกำเนิดเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นแม้จะอยู่ในการจำแนกประเภทเดียวกันเนื่องจากพลาสมามีความแตกต่างกันมากและการรู้เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะรู้ทั้งหมด
เทียม
มันคือพลาสมาที่มนุษย์สร้างขึ้นเช่นที่พบในหน้าจอหลอดไฟนีออนป้ายไฟนีออนและในจรวดขับดัน
ที่ดิน
เป็นพลาสมาที่ก่อตัวขึ้นไม่ทางใดก็ทางหนึ่งโดยโลกทำให้ชัดเจนว่าส่วนใหญ่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศหรือสภาพแวดล้อมอื่นที่คล้ายคลึงกันและไม่ได้เกิดขึ้นบนพื้นผิว ซึ่งรวมถึงฟ้าผ่าลมขั้วโลกไอโอโนสเฟียร์และสนามแม่เหล็ก
ช่องว่าง
เป็นพลาสมาที่สังเกตได้ในอวกาศก่อตัวเป็นโครงสร้างที่มีขนาดแตกต่างกันตั้งแต่ไม่กี่เมตรไปจนถึงส่วนขยายขนาดมหึมาของปีแสง
พลาสมานี้พบได้ในดาว (รวมถึงดวงอาทิตย์ของเรา) ในลมสุริยะสื่อระหว่างดวงดาวและอวกาศนอกเหนือจากเนบิวลาระหว่างดวงดาว
คอนเดนเสท Bose-Einstein
คอนเดนเสท Bose-Einstein เป็นแนวคิดล่าสุด มีต้นกำเนิดในปี 1924 เมื่อนักฟิสิกส์ Albert Einstein และ Satyendra Nath Bose ทำนายการมีอยู่ของมันโดยทั่วไป
สถานะของสสารนี้ถูกอธิบายว่าเป็นก๊าซเจือจางของโบซอนซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานหรือสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับการเป็นตัวพาพลังงานซึ่งถูกทำให้เย็นลงจนมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์มาก (-273.15 K)
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้โบซอนส่วนประกอบของคอนเดนเสทจะผ่านไปยังสถานะควอนตัมขั้นต่ำทำให้พวกมันแสดงคุณสมบัติของปรากฏการณ์ทางกล้องจุลทรรศน์ที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะที่แยกพวกมันออกจากก๊าซปกติ
โมเลกุลของบีคอนเดนเสทแสดงลักษณะของตัวนำยวดยิ่ง นั่นคือไม่มีความต้านทานไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถแสดงลักษณะ superfluidity ซึ่งทำให้สารมีความหนืดเป็นศูนย์ดังนั้นจึงสามารถไหลได้โดยไม่สูญเสียพลังงานจลน์เนื่องจากแรงเสียดทาน
เนื่องจากความไม่เสถียรและการดำรงอยู่สั้น ๆ ของสสารในสถานะนี้จึงยังคงมีการศึกษาการใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับสารประกอบประเภทนี้
นี่คือเหตุผลที่นอกจากจะใช้ในการศึกษาที่พยายามลดความเร็วแสงแล้วยังมีการใช้งานสารประเภทนี้ไม่มากนัก อย่างไรก็ตามมีข้อบ่งชี้ว่ามันอาจช่วยมนุษยชาติในบทบาทจำนวนมากในอนาคต
อ้างอิง
- บีบีซี (เอสเอฟ) สถานะของสสาร สืบค้นจาก bbc.com
- การเรียนรู้, L. (sf). การจำแนกประเภทของสสาร สืบค้นจาก courses.lumenlearning.com
- LiveScience (เอสเอฟ) สถานะของสสาร ดึงมาจาก livescience.com
- มหาวิทยาลัยพี. (sf). สถานะของสสาร สืบค้นจาก chem.purdue.edu
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) สถานะของสสาร สืบค้นจาก en.wikipedia.org