Stanje materije vs faza materije
U fizici se nešto što ima masu odmora može smatrati materijom; to je supstanca u svemiru. To mogu biti najmanje čestice s masom ili najveće zvijezde u svemiru. Stvar zbog koje smo zabrinuti sastoji se od samo 4,6% svemira, a ostatak mase leži u još neotkrivenim oblicima.
Poput energije, i materija može postojati u mnogim oblicima. Ti su oblici poznati kao stanja materije. Unutar stanja materije, atomi i molekule mogu imati različite konfiguracije. To su poznate kao faze.
Što je faza materije?
Homogeni dio heterogenog sustava odvojen prepoznatljivom granicom poznat je kao faza. Općenito se odnosi na volumen u prostoru, gdje su sva svojstva materije jednolična, a fizikalna svojstva različita.
Na primjer, uzmite u obzir unutrašnjost kotla za vodu kad voda ključa. Voda (tekućina) zauzima dno kotla i odvojena je stijenkama kotla i gornjom površinom vode. I u cijeloj su regiji kemijska i fizikalna svojstva ujednačena. Neposredno iznad površine vode, područje je ispunjeno mješavinom pare i zraka. I u ovom području zidovi kotla i vodena površina stvaraju prepoznatljivu granicu, a svojstva u cijeloj regiji mogu se smatrati ujednačenima. U ovom je slučaju kipuća voda jedna faza, a mješavina parnog zraka jedna faza. Dakle, ovaj se sustav može smatrati dvofaznim sustavom. Uzmimo u obzir vodu i benzin ulivene u prozirnu bocu. Ovo je također dvofazni sustav, gdje su dvije tekućine jasno odvojene marginom.
Istraživanje faza materije važno je u određivanju fizikalnih svojstava tvari nakon transformacija. Tijekom procesa mogu se dogoditi fazni prijelazi, a prijelazi se mogu prikazati faznim dijagramom. Dijagram faza je grafikon koji pokazuje kako se različite faze mogu pojaviti u različitim ravnotežnim uvjetima. Kad sastav višefaznog sustava ostane nepromijenjen, kaže se da je u faznoj ravnoteži.
Što je stanje materije?
Različiti oblici materije u različitim fazama mogu se smatrati stanjem materije. Tri klasična stanja tvari su kruto, tekuće i plinsko.
U čvrstim tijelima i tekućinama međumolekularne sile su jake i smatraju se kondenziranim stanjima. Čvrste tvari imaju najjače intermolekularne sile; dakle, te sile čvrsto drže strukturu zajedno. Stoga je oblik krutine nepromjenjiv.
U tekućinama su međumolekularne sile relativno slabe; stoga se umjereno drže zajedno. I molekule se mogu kliziti prolazeći jedna pored druge, ali sile su dovoljno jake da im ne daju pobjeći. U plinovima su intermolekularne sile slabe na razini da se vrlo lako drže zajedno. I mogu se kliziti jedno pored drugog i potpuno zauzimati volumen koji im je stavljen.
Materija mijenja stanje ovisno o njihovoj unutarnjoj razini energije i temperaturi, što je pokazatelj unutarnje energije. Pri višoj temperaturi, vibracije u molekulama su jake da se natječu s međumolekularnim silama da se oslobode iz veza. U krutim tvarima unutarnja energija je niža, a kada se unutarnja energija poveća na određenoj razini, veze se olabave i čvrsti led postaje tekući. Daljnjim povećanjem unutarnje energije / temperature, tekućina će se pretvoriti u plin.
Plazma se također smatra fizikalnim stanjem materije, gdje se elektroni plina oduzimaju, a elektroni i jezgre nalaze se na vrlo visokim razinama energije. Većina materije u svemiru je u ovom obliku; u ogromnim oblacima između zvijezda, zvanih međuzvjezdani oblaci, i u zvijezdama, gdje ih stvorena toplina pretvara u plazmu.
Staklo i tekući kristali se također smatraju zasebnim stanjima u fizici. I na vrlo niskim temperaturama, tvar tvori različita stanja kao supertekućine i Bose-Einsteinov kondenzat. U ekstremnim slučajevima, crne rupe također se smatraju drugim stanjem materije, za koje ne znamo točna fizička svojstva.
Koja je razlika između stanja materije i faze materije?
• Faza je područje s ujednačenim kemijskim i fizičkim svojstvima i odvojeno je prepoznatljivim granicama.
• Stanja materije su oblici u kojima mogu postojati različite faze. Čvrsta, tekućina i plin najčešća su stanja tvari na zemlji.
• U jednom stanju materije mogu postojati mnogi oblici faza. Na primjer, uzmite u obzir bocu s benzinom i vodom. Obje su u tekućem stanju, ali u različitim fazama. Isti koncept može se primijeniti i na krute tvari, iako plinovi to teže kršiti, ali ne i izričito.
