Die 5 Zustände der Materialaggregation

Die Aggregatzustände der Materie sie hängen mit der Tatsache zusammen, dass sie in verschiedenen Zuständen existieren kann, abhängig von der Dichte der Moleküle, aus denen sie bestehen. Die Physikwissenschaft ist verantwortlich für die Erforschung der Natur und der Eigenschaften von Materie und Energie im Universum.

Der Begriff der Materie ist definiert als alles, was das Universum ausmacht (Atome, Moleküle und Ionen), das alle existierenden physikalischen Strukturen bildet. Die traditionellen wissenschaftlichen Untersuchungen vervollständigten die Aggregatzustände der Materie, wie sie in den drei bekannten Formen vorliegen: fest, flüssig oder gasförmig.

Es gibt jedoch zwei weitere Phasen, die in jüngerer Zeit bestimmt wurden, die es erlauben, sie als solche zu klassifizieren und sie zu den drei ursprünglichen Zuständen hinzuzufügen (dem sogenannten Plasma und dem Bose-Einstein-Kondensat).

Diese repräsentieren seltenere Formen der Materie als die traditionellen, aber unter den richtigen Bedingungen zeigen sie intrinsische und ausreichend einzigartige Eigenschaften, um als Aggregatzustände klassifiziert zu werden.

Index

• 1 Aggregationszustände der Materie
  • 1.1 fest
  • 1.2 Flüssigkeit
  • 1.3 Gas
  • 1.4 Plasma
  • 1.5 Bose-Einstein-Kondensat
• 2 Referenzen

Aggregationszustände der Materie

Solide

Wenn wir über Materie in einem festen Zustand sprechen, kann sie als eine definiert werden, in der die Moleküle, die sie bilden, in einer kompakten Form vereinigt sind, die sehr wenig Raum zwischen ihnen erlaubt und ihrer Struktur einen starren Charakter verleiht.

Auf diese Weise fließen Materialien in diesem Aggregatzustand nicht frei (wie Flüssigkeiten) oder expandieren volumetrisch (wie Gase) und werden für verschiedene Zwecke als inkompressible Substanzen betrachtet.

Darüber hinaus können sie kristalline Strukturen aufweisen, die geordnet und regelmäßig oder in einem ungeordneten und unregelmäßigen Zustand angeordnet sind, wie auch amorphe Strukturen.

In diesem Sinne sind Feststoffe in ihrer Struktur nicht notwendigerweise homogen, und sie können diejenigen finden, die chemisch heterogen sind. Sie haben die Fähigkeit, in einem Fusionsprozess direkt in den flüssigen Zustand überzugehen und durch Sublimation in den gasförmigen Zustand überzugehen.

Arten von Festkörpern

Die festen Materialien sind in eine Reihe von Klassifikationen unterteilt:

Die Metalle: sie sind jene starken und dichten Feststoffe, die außerdem in der Regel ausgezeichnete elektrische Leiter (durch ihre freien Elektronen) und Wärme (durch ihre Wärmeleitfähigkeit) sind. Sie bilden einen großen Teil des Periodensystems der Elemente und können mit einem anderen Metall oder Nichtmetall zu Legierungen verbunden werden. Je nach Metall können sie natürlich oder künstlich hergestellt werden.

Mineralien

Sie sind jene Feststoffe, die natürlicherweise durch geologische Prozesse gebildet werden, die unter hohem Druck auftreten.

Mineralien sind auf diese Weise durch ihre kristalline Struktur mit einheitlichen Eigenschaften katalogisiert und unterscheiden sich enorm in der Art, je nach dem Material, von dem sie gesprochen werden, und ihrer Herkunft. Diese Art von Festkörpern wird sehr häufig auf der ganzen Erde gefunden.

Keramik

Sie sind Feststoffe, die aus anorganischen und nichtmetallischen Substanzen, typischerweise durch Anwendung von Wärme, gebildet werden und kristalline oder semikristalline Strukturen aufweisen.

Das Besondere an dieser Art von Material ist, dass es hohe Temperaturen, Stöße und Festigkeiten ableiten kann, was es zu einer ausgezeichneten Komponente für fortgeschrittene Luftfahrt-, Elektronik- und sogar Militärtechnologien macht.

Organische Feststoffe

Es sind jene Feststoffe, die hauptsächlich aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen und in ihrer Struktur auch Moleküle von Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel oder Halogenen besitzen können.

Diese Substanzen sind sehr unterschiedlich und beobachten Materialien, die von natürlichen und künstlichen Polymeren bis zu Paraffinwachs aus Kohlenwasserstoffen reichen.

Verbundwerkstoffe

Sind diese relativ modernen Materialien, die durch das Verbinden von zwei oder mehr Festkörpern entwickelt wurden, eine neue Substanz mit Eigenschaften von jedem seiner Bestandteile, unter Ausnutzung ihrer Eigenschaften für ein Material, das dem Original überlegen ist. Beispiele hierfür sind Stahlbeton und Verbundholz.

Halbleiter

Sie sind nach ihrem spezifischen Widerstand und ihrer elektrischen Leitfähigkeit benannt, die sie zwischen metallischen Leitern und nichtmetallischen Induktoren platziert. Sie werden häufig im Bereich der modernen Elektronik eingesetzt und sammeln Sonnenenergie an.

Nanomaterialien

Sie sind von mikroskopischen Dimensionen fest, die erzeugen, dass sie Eigenschaften präsentieren, die sich von ihrer größeren Version unterscheiden. Sie finden Anwendungen in speziellen Bereichen der Wissenschaft und Technologie, beispielsweise im Bereich der Energiespeicherung.

Biomaterialien

Sie sind natürliche und biologische Materialien mit komplexen und einzigartigen Eigenschaften, die sich von allen anderen Feststoffen aufgrund ihrer Herkunft aus Millionen von Jahren der Evolution unterscheiden. Sie bestehen aus verschiedenen organischen Elementen und können entsprechend den ihnen innewohnenden Eigenschaften geformt und reformiert werden.

Flüssigkeit

Es wird sich diese Flüssigkeit Angelegenheit ruft in einem fast inkompressiblen Zustand gefunden, die das Volumen des Behälters einnimmt, in dem er sich befindet.

Im Gegensatz zu Festkörpern fließen Flüssigkeiten frei durch die Oberfläche, wo sie sich befinden, expandieren jedoch nicht volumetrisch wie Gase; Aus diesem Grund behalten sie eine praktisch konstante Dichte bei. Sie haben auch die Fähigkeit, die Oberflächen, die sie aufgrund der Oberflächenspannung berühren, anzufeuchten oder zu befeuchten.

Die Flüssigkeiten werden durch eine Eigenschaft gesteuert, die als Viskosität bekannt ist, die den Widerstand derselben gegenüber Verformung durch Schneiden oder Bewegung misst.

Nach ihrem Verhalten in Bezug auf Viskosität und Verformung, klassifiziert werden können Flüssigkeiten in Newtonsche Flüssigkeiten und nicht-newtonschen, wenn auch nicht in Details zu diesem Thema in diesem Artikel gehen.

Es ist wichtig zu beachten, dass zwei Elemente in diesem Aggregatzustand sind unter normalen Bedingungen existieren nur: Brom und Quecksilber, auch flüssiges Cäsium, Gallium, francium und Rubidium unter geeigneten Bedingungen leicht erreichen kann.

Sie können durch einen Erstarrungsprozess in den festen Zustand überführt werden und durch Kochen in Gase umgewandelt werden.

Arten von Flüssigkeiten

Entsprechend seiner Struktur werden Flüssigkeiten in fünf Arten unterteilt:

Lösungsmittel

Für diejenigen gewöhnliche und ungewöhnliche Flüssigkeiten mit einer Art von Molekülen in ihrer Struktur, die Lösungsmittel werden Substanzen verwendet, Feststoffe zu lösen und andere Flüssigkeiten im Inneren zu neuen Arten von Flüssigkeit zu bilden.

Lösungen

Diejenigen Flüssigkeit als eine homogene Mischung, die durch die Vereinigung von einem gelösten Stoff und einem Lösungsmittel gebildet werden, kann der gelöste Stoff ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein.

Emulsionen

Sie werden als jene Flüssigkeiten dargestellt, die durch die Mischung zweier typischerweise nicht mischbarer Flüssigkeiten gebildet wurden. Sie sind als in einem anderen als Globuli suspendierte Flüssigkeit beobachtet wird, und kann für W / O (Wasser in Öl) oder O / W (Öl in Wasser) in Abhängigkeit von ihrer Struktur gefunden werden.

Suspensionen

Suspensionen sind solche Flüssigkeiten, in denen feste Teilchen in einem Lösungsmittel suspendiert sind. Sie können in der Natur gebildet werden, werden jedoch häufiger auf dem pharmazeutischen Gebiet beobachtet.

Aerosole

Sie entstehen, wenn ein Gas durch eine Flüssigkeit geleitet wird und das erste in der zweiten dispergiert wird. Diese Substanzen sind mit gasförmigen Molekülen flüssig und können durch Temperaturerhöhungen getrennt werden.

Gas

Es ist als ein Gas, das Zustand des komprimierbaren Materials in Betracht gezogen, in denen die Moleküle im wesentlichen voneinander getrennt sind und dispergiert sind, und wo sie expandieren, das Volumen des Behälters zu füllen, in denen sie erscheinen.

Außerdem gibt es mehrere Elemente, die sich natürlich in einem gasförmigen Zustand befinden und an andere Substanzen binden können, um Gasgemische zu bilden.

Die Gase können durch den Prozess der Kondensation direkt in Flüssigkeiten und durch den ungewöhnlichen Prozess der Abscheidung in Feststoffe umgewandelt werden. Darüber hinaus können sie erhitzt werden, durch ein starkes elektromagnetisches Feld auf sehr hohe Temperaturen oder weitergegeben zu ionisieren, Plasma macht.

Im Hinblick auf ihrer Kompliziertheit und Instabilität von den Umgebungsbedingungen abhängig, die Eigenschaften des Gases mit dem Druck und die Temperatur variieren können, die sind, so dass manchmal mit Gasen unter der Annahme, „idealen“ arbeiten.

Arten von Gasen

Es gibt drei Arten von Gasen nach ihrer Struktur und Herkunft, die im Folgenden beschrieben werden:

Natürliche Elementare

Sie sind als alle jene Elemente definiert, die in der Natur gasförmig sind und in der Regel auf der Erde als auch auf anderen Planeten beobachtet.

In diesem Fall können Sie als Beispiel Sauerstoff genannt werden, Wasserstoff, Stickstoff und Edelgase neben Chlor und Fluor.

Natürliche Verbindungen

Sie sind Gase, die in der Natur durch biologische Prozesse gebildet werden und aus zwei oder mehr Elementen bestehen. Sie werden gewöhnlich durch Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff gebildet, obwohl sie in sehr seltenen Fällen auch mit Edelgasen gebildet werden können.

Künstlich

Werden diese Gase vom Menschen aus natürlichen Verbindungen erzeugt, um die Bedürfnisse zu erfüllen, die diese haben? Bestimmte künstliche Gas wie Fluorchlor, Anästhesie Mittel und Sterilisierungsmittel können toxische oder umweltbelastend als gedacht sein, so gibt es Vorschriften seine weite Verbreitung zu begrenzen.

Plasma

Dieser Zustand der Aggregation von Materie wurde erstmals in den 1920er Jahren beschrieben und ist durch seine Nicht-Existenz auf der Erdoberfläche gekennzeichnet.

Es erscheint nur, wenn ein neutrales Gas zu einem ziemlich starken elektromagnetischen Feld ausgesetzt ist, eine Art ionisiertes Gases bildet, der hoch leitfähig zu Strom ist, und ist auch ausreichend von anderen bestehenden Aggregatzuständen seine eigene Klassifikation als ein Zustand zu verdienen .

Materie in diesem Zustand kann wieder zu einem Gas gemacht werden, aber es ist ein komplexer Prozess, der extreme Bedingungen erfordert.

Es wird vermutet, dass Plasma den häufigsten Zustand der Materie im Universum darstellt; Diese Argumente basieren auf der Existenz der sogenannten "dunklen Materie", die von Quantenphysikern zur Erklärung von Gravitationsphänomenen im Weltraum vorgeschlagen wurde.

Arten von Plasma

Es gibt drei Arten von Plasma, die nur nach ihrer Herkunft klassifiziert werden; Dies geschieht sogar innerhalb derselben Klassifikation, da die Plasmen zwischen ihnen sehr unterschiedlich sind und es nicht ausreicht, wenn man weiß, dass man nicht alle kennt.

Künstlich

Es ist das Plasma, das vom Menschen hergestellt wird, wie man es in Schirmen, Leuchtstofflampen und Neonreklamen und in Raketenpropellern findet.

Terrestrisch

Es ist das Plasma, das in der einen oder anderen Form von der Erde gebildet wird, wodurch deutlich wird, dass es hauptsächlich in der Atmosphäre oder anderen ähnlichen Umgebungen auftritt und dass es nicht an der Oberfläche auftritt. Umfasst Blitz, Polarwind, Ionosphäre und Magnetosphäre.

Raum

Es ist dieses Plasma, das im Weltraum beobachtet wird und Strukturen von verschiedenen Größen bildet, die von wenigen Metern bis zu großen Ausdehnungen von Lichtjahren reichen.

Dieses Plasma wird in den Sternen (einschließlich unserer Sonne), im Sonnenwind, im interstellaren und intergalaktischen Medium sowie in den interstellaren Nebeln beobachtet.

Kondensat von Bose-Einstein

Das Bose-Einstein-Kondensat ist ein relativ neues Konzept. Sie entstand im Jahr 1924, als die Physiker Albert Einstein und Satyendra Nath Bose ihre Existenz allgemein voraussagten.

Dieser Zustand der Materie wird als ein verdünntes Gas von Bosonen - Elementarteilchen oder Verbindungsteilchen, die als Energieträger bezeichnet werden - beschrieben, die auf Temperaturen sehr nahe am absoluten Nullpunkt (-273,15 K) abgekühlt wurden.

Unter diesen Bedingungen gehen die Komponentenbosonen des Kondensats in ihren minimalen Quantenzustand über, wodurch sie Eigenschaften von einzigartigen und besonderen mikroskopischen Phänomenen aufweisen, die sie von normalen Gasen trennen.

Die Moleküle eines B-E-Kondensats zeigen supraleitende Eigenschaften; das heißt, es gibt keinen elektrischen Widerstand. Sie können auch Eigenschaften der Suprafluidität aufweisen, wodurch die Substanz eine Viskosität von Null hat, so dass sie ohne Verlust von kinetischer Energie durch Reibung fließen kann.

Aufgrund der Instabilität und der kurzen Existenz von Materie in diesem Zustand werden die möglichen Verwendungen für diese Arten von Verbindungen noch untersucht.

Aus diesem Grund wurden viele Anwendungen für diese Art von Substanz nicht zusätzlich in Studien verwendet, die versuchten, die Lichtgeschwindigkeit zu verlangsamen. Es gibt jedoch Hinweise, dass es der Menschheit in einer Vielzahl von zukünftigen Funktionen helfen kann.

Referenzen

1. BBC (s.). Zustände der Materie. Von bbc.com abgerufen
2. Lernen, L. (s.f.). Klassifizierung der Materie. Von courses.lumenlearning.com abgerufen
3. LiveScience (s.). Zustände der Materie. Von livescience.com abgerufen
4. Universität, P. (s.f.). Zustände der Materie. Von chem.purdue.edu abgerufen
5. Wikipedia. (s.). Zustand der Materie. Von en.wikipedia.org abgerufen