Ταξινόμηση με βάση τη φυσική κατάσταση
Όταν κοιτάμε γύρω μας, παρατηρούμε ένα ευρύ φάσμα σχημάτων, μεγεθών και υλικών. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η «ύλη» συνθέτει τα πάντα στο σύμπαν. Το νερό που πίνουμε, η άμμος, ο αέρας, τα βουνά, τα φυτά, τα ζώα ή ένας κόκκος άμμου είναι όλα «ύλη.» Όταν κοιτάμε γύρω μας, μπορούμε να δούμε ότι όλα τα αντικείμενα που αναφέρονται παραπάνω καταλαμβάνουν χώρο και έχουν μάζα. Η ταξινόμηση με βάση τη φυσική κατάσταση καθορίζεται από τα φυσικά χαρακτηριστικά της ύλης.
Τι είναι η Ύλη;
Ο όρος «ύλη» σημαίνει ότι έχει κάποια μάζα και καλύπτει χώρο. Οποιοδήποτε υλικό αποτελείται από εκατομμύρια μικροσκοπικά σωματίδια. Με γυμνό μάτι, αυτά τα σωματίδια είναι αόρατα. Η φυσική και η χημική φύση της ύλης χρησιμοποιούνται για την ταξινόμησή της. Έχουμε τρεις ταξινομήσεις με βάση τις φυσικές τους καταστάσεις:Στερεά, Υγρά και Αέρια. Υπάρχει μια δύναμη που υπάρχει ανάμεσα στα σωματίδια της ύλης. Τα σωματίδια συγκρατούνται μαζί με αυτή τη δύναμη. Ο βαθμός αυτής της έλξης ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο της ουσίας.
Ταξινόμηση με βάση τη φυσική κατάσταση
Η ύλη ταξινομείται σε τρεις κατηγορίες με βάση τα φυσικά χαρακτηριστικά της:στερεά, υγρή και αέρια κατάσταση
Στερεά κατάσταση
- Τα στερεά είναι ένας τύπος ύλης με σκληρή δομή που αντιστέκεται στις αλλαγές σχήματος και όγκου. Έχουν ασφαλώς συσκευασμένα σωματίδια που είναι καλά διατεταγμένα σε κανονικό σχέδιο. Τα σωματίδια του θα δονούνται και θα συστρέφονται συνεχώς, αλλά δεν θα δείχνουν καμία κίνηση αφού είναι σταθερά συνδεδεμένα μεταξύ τους.
- Έχουν σταθερές μορφές και έχουν την ισχυρότερη διαμοριακή αλληλεπίδραση. Επιπλέον, η συμπίεση είναι εξαιρετικά δύσκολη επειδή τα μόριά τους έχουν σχετικά λίγα κενά μεταξύ τους. Όταν εκτίθενται σε εξωτερική πίεση, τα στερεά τείνουν να διατηρούν τη μορφή τους. Τα στερεά είναι εύθραυστα, αλλά το σχήμα τους δεν μπορεί να αλλάξει. Ως εκ τούτου, είναι ανθεκτικά.
- Παραδείγματα:Είτε κρατάμε ένα κρύσταλλο ζάχαρης ή αλατιού στο χέρι μας, είτε το τοποθετούμε σε ένα πιάτο είτε το τοποθετούμε σε ένα δοχείο, η μορφή του παραμένει σταθερή. Ένα σφουγγάρι έχει μικροσκοπικούς πόρους στους οποίους παγιδεύεται αέρας. όταν το πιέζουμε, ο αέρας διαφεύγει και μπορεί να τον συμπιέσουμε.
- Ένα στερεό μπορεί να μετατραπεί σε υγρό μέσω της τήξης και μέσω της κατάψυξης, ένα υγρό μπορεί να μετατραπεί σε στερεό. Η εξάχνωση είναι μια διαδικασία που επιτρέπει σε ένα στερεό να μετατραπεί σε αέριο.
Υγρή κατάσταση
- Τα υγρά είναι ουσίες που ρέουν ελεύθερα. Έχουν σταθερό όγκο και δεν έχουν διακριτή μορφή. Ως αποτέλεσμα, αποκτούν το σχήμα του δοχείου στο οποίο περιέχονται. Οι διαμοριακές συνδέσεις συνδέουν σταθερά τα μικρά σωματίδια σε αυτά. Τα υγρά έχουν μικρή επιφάνεια λόγω της επιφανειακής τους τάσης. Τα υγρά κινούνται και αλλάζουν τη μορφή, καθιστώντας τα ρευστά παρά άκαμπτα.
- Τα στερεά και τα υγρά μπορούν να διαχέονται σε υγρά. Τα αέρια από την ατμόσφαιρα διεισδύουν στο νερό και αποσυντίθενται. Αέρια όπως το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα απαιτούνται για να επιβιώσουν τα θαλάσσια ζώα και τα φυτά. Όλα τα ζωντανά πράγματα χρειάζονται οξυγόνο για να επιβιώσουν. Η παρουσία διαλυμένου οξυγόνου στο νερό επιτρέπει στα θαλάσσια είδη να αναπνέουν υποβρύχια. Ως αποτέλεσμα, τα υγρά και τα αέρια μπορούν όλα να διεισδύσουν σε υγρά. Ο ρυθμός διάχυσης του υγρού είναι ταχύτερος από τον ρυθμό διάχυσης των στερεών. Λόγω αυτού, τα σωματίδια σε υγρή κατάσταση είναι ελεύθερα να κινούνται και έχουν περισσότερο χώρο από τα σωματίδια σε στερεή κατάσταση.
- Ένα υγρό μπορεί να μετατραπεί σε αέριο θερμαίνοντάς το μέχρι το σημείο βρασμού του ή μειώνοντας την πίεση σε σταθερή θερμοκρασία. Η αλλαγή μιας ύλης από υγρή σε αέρια κατάσταση αναφέρεται ως εξάτμιση.
Αέρια κατάσταση
- Το αέριο είναι μια κατάσταση της ύλης που μπορεί να διανεμηθεί ελεύθερα προς όλες τις κατευθύνσεις. Ως αποτέλεσμα, καταλαμβάνουν τη διαθέσιμη επιφάνεια, ανεξαρτήτως ποσότητας. Τα σωματίδια που περιέχει δεν είναι ομοιόμορφα σε μέγεθος ή σχήμα. Τα μόριά τους είναι χαλαρά συνδεδεμένα μεταξύ τους, αφήνοντας άφθονο χώρο για να κινούνται ελεύθερα και συνεχώς.
- Σε σύγκριση με τα στερεά και τα υγρά, τα αέρια είναι πολύ συμπιέσιμα. Το συμπιεσμένο αέριο είναι ο κύλινδρος υγραερίου (LPG) που παίρνουμε στο σπίτι για το μαγείρεμα ή το οξυγόνο που παραδίδεται σε φιάλες στα νοσοκομεία. Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο (CNG) χρησιμοποιείται ως καύσιμο στα σημερινά αυτοκίνητα. Μεγάλες ποσότητες αερίου μπορούν να συμπιεστούν σε έναν μικροσκοπικό κύλινδρο και να μεταφερθούν εύκολα λόγω της μεγάλης συμπιεστότητάς του.
- Τα σωματίδια σε αέρια κατάσταση κινούνται με υψηλό ρυθμό τυχαία. Λόγω αυτής της τυχαίας κίνησης, τα σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους και τα τοιχώματα του δοχείου. Το αέριο ασκεί πίεση στα τοιχώματα του δοχείου λόγω αυτής της δύναμης που ασκείται από τα σωματίδια αερίου ανά μονάδα επιφάνειας στα τοιχώματα του δοχείου.
Συμπέρασμα
Τα υλικά στο περιβάλλον μας υπάρχουν σε τρεις καταστάσεις:στερεά, υγρά και αέρια. Η ταξινόμηση με βάση τη φυσική του κατάσταση μπορεί να διακριθεί μεταξύ τους από την εμφάνιση και τις φυσικές του ιδιότητες. Τα στερεά έχουν τις ισχυρότερες δυνάμεις έλξης. Τα υγρά έχουν ενδιάμεση ισχύ και τα αέρια είναι τα πιο αδύναμα. Τα στερεά έχουν τα μικρότερα κενά μεταξύ των συστατικών σωματιδίων, τα υγρά έχουν μεσαία απόσταση και τα αέρια έχουν τα μεγαλύτερα κενά και κινητική ενέργεια. Τα στερεά έχουν την πιο οργανωμένη διάταξη σωματιδίων, ενώ τα υγρά έχουν στρώματα σωματιδίων που μπορούν να γλιστρήσουν και να γλιστρήσουν το ένα πάνω στο άλλο. Από την άλλη πλευρά, τα αέρια δεν έχουν τάξη και τα σωματίδια κινούνται τυχαία. Το πλάσμα και το συμπύκνωμα Bose-Einstein είναι οι δύο πρόσθετες καταστάσεις της ύλης. Ωστόσο, το στερεό, το υγρό και το αέριο είναι οι πιο διαδεδομένες καταστάσεις της ύλης.
