De 5 statene for materialaggregasjon

Tilstandene for aggregering av materie er knyttet til det faktum at det kan eksistere i forskjellige stater, avhengig av densiteten utstilt av molekylene som komponerer den. Vitenskapen om fysikk er en som er ansvarlig for å studere natur og egenskaper av materie og energi i universet.

Begrepet materie er definert som alt som utgjør universet (atomer, molekyler og ioner), som danner alle eksisterende fysiske strukturer. De tradisjonelle vitenskapelige undersøkelsene ga ved å fullføre tilstandene av aggregering av saken som de som er representert i de tre kjente: faste, flytende eller gassformige.

Imidlertid er det to faser som har blitt bestemt mer nylig, slik at de kan klassifiseres som sådan og legge dem til de tre opprinnelige tilstandene (det såkalte plasmaet og Bose-Einstein-kondensatet).

Disse representerer mer sjeldne former for materie enn tradisjonelle, men under de rette forholdene demonstreres inneboende og tilstrekkelige unike egenskaper som skal klassifiseres som aggregeringsnivåer.

Stater av aggregering av saken

solid

Når vi snakker om materie i en fast tilstand, kan den defineres som en der molekylene som komponerer den, er forenet på en kompakt måte, slik at det er liten plass mellom dem og gir en stiv karakter til strukturen til det samme.

På denne måten strømmer ikke materialer i denne aggregeringsstanden seg fritt (som væsker) eller utvides volumetrisk (som gasser), og anses for å være inkomprimerbare stoffer i forbindelse med ulike anvendelser.

I tillegg kan de ha krystallinske strukturer, som er organisert i ordnet og regelmessig eller i uorganisert og uregelmessig, som er amorfe strukturer.

I denne forstand er faste stoffer ikke nødvendigvis homogene i sin struktur, og kan finne dem som er kjemisk heterogene. De har muligheten til å gå direkte til væskestaten i en fusjonsprosess, så vel som å overføre til gassformig ved sublimering.

Typer av faste stoffer

Faste materialer er delt inn i en serie klassifiseringer:

Metaller: de er de sterke og tette faststoffene som i tillegg vanligvis er ypperlige ledere av elektrisitet (ved deres frie elektroner) og varme (ved termisk ledningsevne). De utgjør en stor del av det periodiske bordet av elementene, og kan sammenføyes med et annet metall eller ikke-metall for å danne legeringer. Ifølge metallet kan de finnes naturlig eller kunstig produsert.

mineraler

De er de faste stoffene som dannes naturlig gjennom geologiske prosesser som oppstår ved høyt trykk.

Mineraler er katalogisert på en slik måte ved deres krystallinske struktur med ensartede egenskaper, og varierer sterkt i type i henhold til hvilket materiale de snakker og deres opprinnelse. Denne typen fast stoff finnes svært ofte i hele planeten Jorden.

keramikk

De er faste stoffer som er laget av uorganiske og ikke-metalliske stoffer, typisk ved påføring av varme, og som har krystallinske eller semikrystallinske strukturer.

Spesialiteten til denne typen materiale er at den kan spre høye temperaturer, slag og styrke, noe som gjør den til en utmerket komponent for avansert luftfart, elektronisk og jevn militær teknologi.

Organiske faste stoffer

De er de faste stoffene som hovedsakelig består av elementene karbon og hydrogen, og kan også ha nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller halogenmolekyler i deres struktur.

Disse stoffene varierer enormt, observere materialer som spenner fra naturlige og kunstige polymerer til paraffinvoks stammer fra hydrokarboner.

Komposittmaterialer

Er de relativt moderne materialene som er utviklet ved å bli med to eller flere faste stoffer, og skaper et nytt stoff med egenskaper til hver av komponentene, og utnytter egenskapene til disse til et materiale som er bedre enn originalen. Eksempler på disse inkluderer armert betong og kompositt tre.

halvledere

De er oppkalt etter deres resistivitet og elektrisk ledningsevne, som plasserer dem mellom metallledere og ikke-metalliske induktorer. De brukes ofte innen moderne elektronikk og akkumulerer solenergi.

nanomaterialer

De er faste i mikroskopiske dimensjoner, noe som genererer at de presenterer egenskaper som er forskjellig fra deres versjon av større størrelse. De finner søknader innen spesialiserte fag innen vitenskap og teknologi, for eksempel innen energilagring.

biomaterialer

De er naturlige og biologiske materialer med komplekse og unike egenskaper, forskjellig fra alle andre faste stoffer på grunn av deres opprinnelse gitt gjennom millioner av evolusjonsår. De er sammensatt av forskjellige organiske elementer, og kan formes og reformeres i henhold til de inneboende egenskapene de besitter.

flytende

Det kalles flytende til den saks skyld som er i en nesten inkomprimerbar tilstand, som inntar volumet av beholderen der den er plassert.

I motsetning til faste stoffer strømmer væskene fritt gjennom overflaten der de befinner seg, men de utvider ikke volumetrisk som gasser; Av denne grunn opprettholder de en praktisk talt densitet. De har også mulighet til å våte eller fuktige overflatene de berører på grunn av overflatespenning.

Væskene styres av en egenskap som kalles viskositet, som måler motstanden til det samme til deformasjon ved kutting eller bevegelse.

Ifølge deres oppførsel med hensyn til viskositet og deformasjon kan væsker klassifiseres i newtonsk og ikke-newtonsk væske, selv om denne artikkelen ikke vil bli diskutert i detalj i denne artikkelen.

Det er viktig å merke seg at det kun er to elementer som er i denne aggregeringsstandarden under normale forhold: brom og kvikksølv, cesium, gallium, francium og rubidium kan også lett nå flytende tilstand under passende forhold.

De kan overføres til fast tilstand ved en stivelsesprosess, samt å bli omdannet til gasser ved koking.

Typer av væsker

Ifølge sin struktur er væsker delt inn i fem typer:

løsemidler

Ved å representere alle de vanlige og ikke-vanlige væskene med bare én type molekyler i strukturen, er løsningsmidler de stoffene som tjener til å oppløse faste stoffer og andre væsker inne i dem, for å danne nye væsketyper.

løsninger

De er de væskene i form av en homogen blanding, som er dannet ved forening av et oppløsningsmiddel og et løsningsmiddel, idet løsningsmidlet kan være et fast stoff eller en annen væske.

emulsjoner

De er representert som de væsker som er dannet av blandingen av to vanligvis ublandbare væsker. De blir observert som en væske suspendert i en annen i form av globuler, og kan finnes i W / O (vann i olje) eller O / W (olje i vann) form, avhengig av deres struktur.

suspensjoner

Suspensjoner er de væskene der det er faste partikler suspendert i et løsningsmiddel. De kan dannes i naturen, men er mer vanlig observert i det farmasøytiske feltet.

aerosoler

De dannes når en gass ledes gjennom en væske og den første er dispergert i den andre. Disse stoffene er av flytende karakter med gassformige molekyler, og kan separeres med temperaturøkninger.

gass

Det betraktes som en gass til den tilstanden av den komprimerbare substansen, hvori molekylene er betydelig separert og dispergert, og hvor disse ekspanderer for å okkupere volumet av beholderen der de er inneholdt.

Det er også flere elementer som er i gassformet tilstand naturlig og kan binde seg til andre stoffer for å danne gassblandinger.

Gasser kan omdannes direkte til væsker ved kondensasjonsprosessen og til faste stoffer ved den uvanlige avsetningsprosessen. I tillegg kan de varmes opp til svært høye temperaturer eller passere gjennom et sterkt elektromagnetisk felt for å ionisere dem og konvertere dem til plasma.

I lys av dens kompliserte natur og ustabilitet i henhold til miljøforholdene, kan gassens egenskaper variere i henhold til trykket og temperaturen der de er, så noen ganger jobber du med gasser hvis de er "ideelle".

Typer av gasser

Det er tre typer gasser i henhold til deres struktur og opprinnelse, som er beskrevet nedenfor:

Naturlige elementaler

De er definert som alle de elementene som er i en gassform i naturen og under normale forhold, observert på planeten Jorden, så vel som andre planeter.

I dette tilfellet kan oksygen, hydrogen, nitrogen og edelgasser, samt klor og fluor, nevnes som et eksempel.

Naturlige forbindelser

De er gasser som er dannet i naturen ved biologiske prosesser og er laget av to eller flere elementer. De dannes vanligvis av hydrogen, oksygen og nitrogen, men i svært sjeldne tilfeller kan de også dannes med edle gasser.

kunstig

Er disse gassene skapt av mennesker fra naturlige forbindelser, utviklet for å møte behovene som dette har. Visse kunstige gasser som klorfluorkarboner, anestesimidler og sterilisatorer kan være mer giftige eller forurensende enn tidligere antatt, så det er forskrifter for å begrense deres massive bruk.

plasma

Denne tilstanden av aggregering av materie ble først beskrevet på 1920-tallet og er preget av sin manglende eksistens på jordens overflate.

Det vises bare når en nøytral gass blir utsatt for et sterkt elektromagnetisk felt, og danner en slags ionisert gass som er meget ledende for elektrisitet, og det er også tilstrekkelig forskjellig fra de andre eksisterende aggregeringstilstandene til å verdsette sin egen klassifisering som en stat .

Materiell i denne tilstanden kan deioniseres for å være en gass igjen, men det er en kompleks prosess som krever ekstreme forhold.

Det er hypoteset at plasma representerer den mest overflødige tilstanden av materie i universet; Disse argumentene er basert på eksistensen av det såkalte "mørke materiet", foreslått av kvantefysikere å forklare tyngdefaktorer i rommet.

Typer av plasma

Det finnes tre typer plasma, som bare er klassifisert etter opprinnelsen; Dette skjer selv innenfor samme klassifisering, siden plasmaene er veldig forskjellige mellom dem og å vite at det ikke er nok å kjenne alle.

kunstig

Det er at plasma produsert av mennesket, som det er funnet i skjermene, fluorescerende lamper og neonskilt, og i rakettpropeller.

bakkenett

Det er plasmaet som dannes i en eller annen form av jorden, noe som gjør det klart at det forekommer hovedsakelig i atmosfæren eller andre lignende miljøer, og at det ikke forekommer på overflaten. Inkluderer lyn, polar vind, ionosfære og magnetosfære.

plass

Det er at plasma som observeres i rommet, danner strukturer av forskjellige størrelser, varierende fra noen få meter til store utvidelser av lysår.

Dette plasmaet observeres i stjernene (inkludert vår Sun), i solvinden, det interstellære og intergalaktiske mediet, i tillegg til de interstellære nebulae.

Kondensat av Bose-Einstein

Bose-Einstein-kondensatet er et relativt nytt konsept. Den oppsto i 1924, da fysikerne Albert Einstein og Satyendra Nath Bose forutslo dens eksistens på en generell måte.

Denne tilstanden av materie er beskrevet som en fortynnet gass av bosoner-elementære eller sammensatte partikler som er forbundet med å være bærere av energi som har blitt avkjølt til temperaturer svært nær absolutt null (-273, 15 K).

Under disse forholdene passerer komponentbosons av kondensatet til deres minimale kvante tilstand, noe som får dem til å utvise egenskaper av unike og spesielle mikroskopiske fenomener som skiller dem fra normale gasser.

Molekylene av et kondensat av BE viser egenskaper av superledningsevne; det vil si, det er et fravær av elektrisk motstand. De kan også vise egenskaper av overflødiggjøring, noe som gjør at stoffet har null viskositet, slik at det kan strømme uten tap av kinetisk energi ved friksjon.

På grunn av ustabilitet og kort eksistens av materiell i denne tilstanden, blir mulige bruksområder for disse typer forbindelser fortsatt studert.

Derfor er det i tillegg til å bli brukt i studier som forsøkte å senke lysets hastighet, mange applikasjoner for denne typen substans ikke blitt oppnådd. Imidlertid er det tegn på at det kan hjelpe menneskeheten i et stort antall fremtidige funksjoner.