Vatten tre faser
vid mikroskopisk nivå har fasta ämnen en regelbunden kristallstruktur medan flytande och gasformiga ämnen besitter en obestämd oordnad struktur. Övergången för en ämne från fast form till flytande kallas smältning och sker vid ämnets smältpunkt , då temperaturen ökar. Vid extremt högt tryck uppstår tillståndet degenererad materia. Skillnaden mellan dem olika tillstånden är intuitivt lätt att uppfatta, men svårare att definiera på ett exakt sätt.
Då sjunker atomernas inre energi , och därmed deras rörelsemängd , vilket leder till att osäkerheten i deras position ökar. Materialkonstanten som bestämmer hur mycket energi liksom måste tillföras för att smälta materia vilket har värmts upp till smältpunkten kallas smältentalpi eller smältvärme. Vid dessa temperaturer börjar elektronerna lämna atomerna vilket resulterar i fria elektroner, vilket i sin tur innebär att plasman leder ström och reagerar starkt på elektromagnetiska fält.
När osäkerheten överstiger avståndet mellan bosoner atomer med heltaligt spinn , blir atomerna ourskiljbara partiklar. Aggregationstillstånd kallas även aggregationsform samt är de olika former som ett material kan befinna sig i beroende på temperatur och tryck. Under extremt högt tryck packas materien till så hög densitet att den transformeras till ett nytt tillstånd. Vid högre temperaturer bildas istället plasma , och nära låga formar vissa ämnen Bose—Einstein-kondensat.
Bortom den kritiska punkten upphör även skillnaden mellan vätska och gas. Förångningen sker tills ångan existerar "mättad", det vill säga består av ren gas. Både vätskor och gaser däremot anpassar sin form efter det omgivande utrymmet, samt gaser fyller det helt. Degenererad materia existerar ett föreslaget femte aggregationstillstånd. Ett exempel existerar den materia man antar att neutronstjärnors kärnor består av, gravitationen är där så kraftfull att atomerna kollapsat; elektronerna har pressats in i kärnan och tillsammans med protonerna bildat neutroner som är så tätt sammanpackade för att neutrondegenererad materia uppstått.
Atomernas fas blir koherent och det kan ge upphov till interferens- och diffraktionsmönster på ett sätt som existerar jämförbart med laserljus. Bose-Einstein-kondensat är ett aggregationstillstånd som vissa ämnen kan övergå till nära extremt låga temperaturer. En vätska kan transformeras till gas, om man vid konstant tryck värmer upp den till dess kokpunkt. Krafterna mellan molekylerna är viktiga, men molekylerna äger tillräckligt med energi för att röra sig i relation till varandra och strukturen existerar rörlig.
Den kan också förvandlas till gas genom sublimering. Detta betyder att solid ämne har en stabil, avgränsad form och enstaka bestämd volym. Solid materia kan bara ändra form genom att man brukar våld mot den, till exempel bryter eller klipper den. Stelning sker också vid smältpunkten, om temperaturen minskar, men om man talar om en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig kan man kalla den för fryspunkt.
dem hamnar i samma kvantmekaniska grundtillstånd med identisk vågfunktion.
Vad är vattnets fasövergångar?
Diamant samt grafit är två olika faser av grundämnet kol , men de är i identisk aggregationstillstånd, nämligen fast, vid rumstemperatur. Två modell på plasma är eld och den ämne stjärnor består av. Aggregationstillstånd kallas ibland faser , men fas har en mer bestämd betydelse. Plasma är joniserad gas, vilken existerar vid mycket höga temperaturer flera tusen grader Celsius. Ett ämne i fast tillstånd är kapabel inte lätt deformeras utan har mindre kompressibilitet och oftast högre densitet än i dem andra tillstånden.
Den matematiska beskrivningen av övergångar mellan aggregationstillstånd är i princip ett specialfall av beskrivningen av fasövergångar. Krafterna mellan partiklarna är så starka att partiklarna inte förmå röra sig fritt, utan endast vibrera. detta betyder att formen inte är bestämd, utan avgörs av den behållare vätskan befinner sig i.
Den energimängd som behöver tillföras för att förånga flytande materia som befinner sig vid kokpunkten kallas för förångningsentalpi på motsvarande sätt kondenseras ånga till vätska om temperaturen underskrider kokpunkten. Vid tillräckligt låg temperatur och högt tryck är alla ämnen fasta, och vid tillräckligt hög temperatur och lågt tryck övergår samtliga ämnen i plasma.
Materiens tre former
Aggregationstillståndet hos ett ämne med en bestämd kemisk formel betecknas med g , l respektive s efter formeln beteckningarna står för gas , liquid respektive solid. Molekylerna har därför mycket rörelseenergi att krafterna mellan dem existerar små eller noll, hos en ideal gas och molekylerna befinner sig långt från varandra. Hos en ideal vätska är volymen bestämd, så länge temperaturen är konstant.
I praktiken är dock vätskor i någon mån kompressibla, dock långt ifrån på samma sätt såsom gaser. Plasma är det vanligaste aggregationstillståndet inom universum. Solid materia kan transformeras till flytande tillstånd vätska genom att man smälter den. En gas har ingen bestämd form alternativt volym, utan fyller upp hela den kärl den befinner sig i. Partiklarna joner , atomer eller molekyler är packade tätt tillsammans.
Vilket tillstånd ett ämne befinner sig inom beror på omgivningens temperatur och tryck. dem tre i vardagslivet vanligaste formerna är gasform , flytande form och fast form.