Estat de la matèria versus fase de la matèria
En física, una cosa que té una massa en repòs es pot considerar com una qüestió; és una substància de l'univers. Pot ser les partícules més petites amb massa o les estrelles més grans de l'univers. La matèria que ens preocupa només consta del 4,6% de l'univers i la resta de la massa es troba en formes encara indetectables.
Com l'energia, la matèria també pot existir de moltes formes. Aquestes formes es coneixen com a estats de la matèria. Dins d'un estat de la matèria, els àtoms i les molècules poden prendre diferents configuracions. Aquestes es coneixen com a fases.
Quina és la fase de la matèria?
La part homogènia d'un sistema heterogeni separada per un límit distingible es coneix com a fase. Generalment es refereix a un volum a l'espai, on totes les propietats de la matèria són uniformes i les propietats físiques són diferents.
Per exemple, considereu l'interior d'un bullidor d'aigua quan l'aigua està bullint. L'aigua (el líquid) ocupa la zona inferior de la tetera i està separada per les parets de la tetera i la superfície superior de l'aigua. I a tota aquesta regió les propietats químiques i físiques són uniformes. Just a sobre de la superfície de l'aigua, la zona s'omple de barreja de vapor i aire. També en aquesta regió, les parets de la tetera i la superfície de l'aigua creen un límit distingible, i les propietats de tota la regió es poden considerar uniformes. En aquest cas, l'aigua bullint és una fase i la barreja d'aire de vapor és una fase. Per tant, aquest sistema es pot considerar com un sistema de dues fases. Penseu en l'aigua i la gasolina abocada en una ampolla transparent. Aquest també és un sistema de dues fases, on els dos líquids estan clarament separats per un marge.
Investigar les fases de la matèria és important per determinar les propietats físiques d'una substància després de les transformacions. Durant els processos, es poden produir transicions de fase i les transicions es poden representar mitjançant un diagrama de fases. El diagrama de fases és un gràfic que mostra com es poden produir diferents fases en diferents condicions d'equilibri. Quan la composició d'un sistema multifàsic no canvia, es diu que està en equilibri de fase.
Què és l'estat de la qüestió?
Les diferents formes que pot adoptar la matèria en diferents fases es consideren un estat de la matèria. Tres estats clàssics de la matèria són sòlid, líquid i gasós.
En sòlids i líquids, les forces intermoleculars són fortes i es consideren estats condensats. Els sòlids tenen les forces intermoleculars més fortes; per tant, l'estructura està fortament unida per aquestes forces. Per tant, la forma d'un sòlid no canvia.
En els líquids, les forces intermoleculars són relativament febles; per tant, es mantenen moderadament junts. I les molècules poden lliscar entre si, però les forces són prou fortes com per no deixar-les escapar. En els gasos, les forces intermoleculars són febles a un nivell que es mantenen molt lleugerament juntes. I poden lliscar l'un per davant de l' altre i ocupar completament el volum en què es posen.
La matèria canvia d'estat en funció del seu nivell d'energia interna i de la temperatura, que és un indicador de l'energia interna. A temperatura més alta, les vibracions de les molècules són fortes que competeixen amb les forces intermoleculars per alliberar-se dels enllaços. En els sòlids, l'energia interna és menor, i quan augmenta l'energia interna a un nivell determinat, els enllaços es deixen anar i el gel sòlid es convertirà en líquid. Amb un augment més de l'energia/temperatura interna, el líquid es transformarà en un gas.
El plasma també es considera un estat físic de la matèria, on els electrons del gas es despullen i tant l'electró com els nuclis es troben a nivells d'energia molt alts. La major part de la matèria de l'univers està en aquesta forma; als grans núvols entre estrelles, anomenats núvols interestel·lars, i als estels, on la calor generada els converteix en plasma.
El vidre i els cristalls líquids també es consideren estats separats en física. I a temperatures molt baixes, la matèria forma diferents estats com a superfluids i condensats de Bose-Einstein. En casos extrems, els forats negres també es consideren un altre estat de la matèria, del qual no coneixem les propietats físiques exactes.
Quina diferència hi ha entre l'estat de la matèria i la fase de la matèria?
• Una fase és una regió amb propietats químiques i físiques uniformes i està separada per límits distingibles.
• Els estats de la matèria són les formes en què poden existir diferents fases. Sòlid, líquid i gas són els estats més comuns de la matèria a la Terra.
• En un estat de la matèria, poden existir moltes formes de fases. Per exemple, considereu l'ampolla amb gasolina i aigua. Tots dos es troben en estat líquid, però en fases diferents. El mateix concepte es pot aplicar als sòlids, encara que els gasos tendeixen a violar-ho, però no de manera explícita.
