Stan skupienia materii

Stan skupienia materii

Stan skupienia materii odnosi się do podstawowej formy występowania substancji, determinującej jej właściwości fizyczne. Właściwości te wynikają z układu cząsteczek danej substancji. Precyzyjniej, opisuje się to jako fazy termodynamiczne materii.

Uproszczony podział stanów skupienia

Tradycyjny podział wyróżnia trzy podstawowe stany skupienia:

• stały – zachowuje objętość i kształt;
• ciekły – ma stałą objętość, ale zmienia kształt;
• gazowy – przyjmuje objętość i kształt naczynia.

Stany skupienia substancji zależą od warunków termodynamicznych, takich jak ciśnienie i temperatura. Na przykład woda w normalnych warunkach zmienia stan w zależności od temperatury.

Fazy materii

Właściwości ciał w różnych stanach wynikają z ułożenia cząsteczek. Dawne podziały są ograniczone, ponieważ wiele substancji może być klasyfikowanych w różne fazy w tych samych warunkach. Zmiany fazy mogą wymagać dostarczenia lub odebrania energii, co opisuje wzór:

$Q=m\{L\}$

gdzie m to masa, a L to ciepło przemiany fazowej.

Teoria przejść fazowych bada procesy zmian między fazami, a wykresy fazowe ilustrują zachowanie substancji w funkcji ciśnienia i temperatury.

Pełny podział stanów skupienia

W najobszerniejszej klasyfikacji opisano 500 stanów skupienia. Substancje mogą występować w różnych fazach jednocześnie, co prowadzi do powstawania domen i mikrostruktur. Przyjmuje się istnienie następujących faz:

• fazy płynne:
  • plazma kwarkowa
  • plazma neutronowa
  • plazma
  • faza gazowa
  • faza nadkrytyczna
  • faza ciekła
  • faza nadciekła
  • ciekłe kryształy
• fazy stałe:
  • faza krystaliczna
  • kryształy plastyczne
  • kryształy condis
  • faza amorficzna

Każda z tych faz ma charakterystyczne właściwości, które wpływają na zachowanie substancji w różnych warunkach.