Разница между состоянием материи и фазой материи

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Состояние материи против фазы материи

В физике то, что имеет массу покоя, можно рассматривать как материю; это субстанция во вселенной. Это могут быть как самые маленькие частицы с массой, так и самые большие звезды во Вселенной. Материя, которая нас беспокоит, состоит только из 4,6% Вселенной, а остальная масса находится в еще не обнаруживаемых формах.

Как и энергия, материя может существовать во многих формах. Эти формы известны как состояния материи. В состоянии вещества атомы и молекулы могут принимать разные конфигурации. Они известны как фазы.

Что такое фаза материи?

Однородная часть гетерогенной системы, разделенная различимой границей, известна как фаза. Обычно он относится к объему в пространстве, где все свойства материи однородны, а физические свойства различны.

Например, рассмотрите внутреннюю часть чайника, когда вода закипает. Вода (жидкость) занимает нижнюю часть чайника и разделена стенками чайника и верхней поверхностью воды. И во всем этом регионе химические и физические свойства одинаковы. Прямо над поверхностью воды область заполнена паровоздушной смесью. В этой области стенки чайника и поверхность воды также создают различимую границу, и свойства во всем регионе можно считать однородными. В этом случае кипящая вода - однофазная, а паровоздушная смесь - однофазная. Таким образом, эту систему можно рассматривать как двухфазную. Представьте, что вода и бензин налиты в прозрачную бутылку. Это также двухфазная система, в которой две жидкости четко разделены между собой.

Исследование фаз вещества важно для определения физических свойств вещества после превращений. Во время процессов могут происходить фазовые переходы, которые можно представить в виде фазовой диаграммы. Фазовая диаграмма - это диаграмма, которая показывает, как отдельные фазы могут возникать в разных условиях равновесия. Когда состав многофазной системы остается неизменным, говорят, что она находится в фазовом равновесии.

Что такое состояние материи?

Различные формы, которые может принимать материя в разных фазах, рассматриваются как состояние материи. Три классических состояния материи - твердое, жидкое и газообразное.

В твердых телах и жидкостях межмолекулярные силы велики и рассматриваются как конденсированные состояния. У твердых тел самые сильные межмолекулярные силы; следовательно, конструкция прочно удерживается этими силами. Следовательно, форма твердого тела неизменна.

В жидкостях межмолекулярные силы относительно слабы; следовательно, они умеренно держатся вместе. И молекулы могут скользить мимо друг друга, но силы достаточно сильны, чтобы не позволить им ускользнуть. В газах межмолекулярные силы слабы на таком уровне, что они очень легко удерживаются вместе. И они могут скользить мимо друг друга и полностью занимать объем, в который они помещены.

Материя меняет состояние в зависимости от уровня внутренней энергии и температуры, которая является индикатором внутренней энергии. При более высокой температуре колебания в молекулах настолько сильны, что они конкурируют с межмолекулярными силами за освобождение от связей. В твердых телах внутренняя энергия ниже, и когда внутренняя энергия увеличивается на определенном уровне, связи ослабляются, и твердый лед становится жидким. При дальнейшем увеличении внутренней энергии / температуры жидкость превратится в газ.

Плазма также рассматривается как физическое состояние вещества, в котором электроны газа лишены, а электрон и ядра находятся на очень высоких уровнях энергии. Большая часть материи во Вселенной находится в этой форме; в огромных облаках между звездами, называемых межзвездными облаками, и в звездах, где выделяемое тепло превращает их в плазму.

Стекло и жидкие кристаллы также считаются отдельными состояниями в физике. А при очень низких температурах материя образует разные состояния в виде сверхтекучих жидкостей и конденсатов Бозе-Эйнштейна. В крайних случаях черные дыры также рассматриваются как другое состояние материи, точные физические свойства которого нам неизвестны.

В чем разница между состоянием материи и фазой материи?

• Фаза - это область с однородными химическими и физическими свойствами, разделенная различимыми границами.

• Состояния материи - это формы, в которых могут существовать разные фазы. Твердое, жидкое и газообразное состояние - наиболее распространенные состояния вещества на Земле.

• В одном состоянии материи могут существовать многие формы фаз. Например, рассмотрим бутылку с бензином и водой. Оба находятся в жидком состоянии, но в разных фазах. Та же концепция может быть применена к твердым телам, хотя газы имеют тенденцию нарушать это, но не явно.