Նյութի վիճակն ընդդեմ նյութի փուլ
Ֆիզիկայի մեջ հանգստի զանգված ունեցող մի բան կարելի է դիտարկել որպես խնդիր. դա նյութ է տիեզերքում: Այն կարող է լինել կա՛մ զանգված ունեցող ամենափոքր մասնիկները, կա՛մ տիեզերքի ամենամեծ աստղերը: Հարցը, որը մեզ մտահոգում է տիեզերքի միայն 4,6%-ից բաղկացած լինելու մասին, իսկ մնացած զանգվածը գտնվում է դեռևս չբացահայտված ձևերով:
Ինչպես էներգիան, նյութը նույնպես կարող է գոյություն ունենալ բազմաթիվ ձևերով: Այս ձևերը հայտնի են որպես նյութի վիճակներ։ Նյութի վիճակում ատոմները և մոլեկուլները կարող են տարբեր կոնֆիգուրացիաներ ունենալ: Դրանք հայտնի են որպես փուլեր։
Ի՞նչ է նյութի փուլը:
Համասեռ համակարգի միատարր մասը, որը բաժանված է տարբերվող սահմանով, հայտնի է որպես փուլ: Այն սովորաբար վերաբերում է տարածության ծավալին, որտեղ նյութի բոլոր հատկությունները միատեսակ են, իսկ ֆիզիկական հատկությունները՝ տարբեր։
Օրինակ, հաշվի առեք ջրի թեյնիկի ներսը, երբ ջուրը եռում է: Ջուրը (հեղուկը) զբաղեցնում է թեյնիկի ստորին հատվածը և բաժանվում է թեյնիկի պատերով և ջրի վերին մակերեսով: Եվ այս տարածաշրջանում քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները միատեսակ են: Ջրի մակերեսից անմիջապես վերև, տարածքը լցված է գոլորշու և օդի խառնուրդով: Այս տարածաշրջանում նույնպես թեյնիկի պատերը և ջրի մակերեսը ստեղծում են տարբերվող սահմաններ, և ամբողջ տարածաշրջանի հատկությունները կարելի է համարել միատեսակ: Այս դեպքում եռացող ջուրը մեկ փուլ է, իսկ գոլորշու օդային խառնուրդը՝ մեկ փուլ։ Այսպիսով, այս համակարգը կարելի է դիտարկել որպես երկփուլ համակարգ: Դիտարկենք թափանցիկ շշի մեջ լցված ջուրն ու բենզինը։ Սա նաև երկփուլ համակարգ է, որտեղ երկու հեղուկները հստակորեն բաժանված են լուսանցքով:
Նյութի փուլերի ուսումնասիրությունը կարևոր է փոխակերպումներից հետո նյութի ֆիզիկական հատկությունները որոշելու համար: Գործընթացների ընթացքում կարող են տեղի ունենալ փուլային անցումներ, և անցումները կարող են ներկայացվել փուլային դիագրամով: Փուլային դիագրամը գծապատկեր է, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարող են տարբեր փուլեր առաջանալ տարբեր հավասարակշռության պայմաններում: Երբ բազմաֆազ համակարգի կազմը մնում է անփոփոխ, ասում են, որ այն գտնվում է փուլային հավասարակշռության մեջ:
Ի՞նչ է նյութի վիճակը:
Տարբեր փուլերում նյութի տարբեր ձևերը համարվում են նյութի վիճակ: Նյութի երեք դասական վիճակներ են՝ պինդ, հեղուկ և գազ։
Պինդ մարմիններում և հեղուկներում միջմոլեկուլային ուժերը ուժեղ են և համարվում են խտացված վիճակներ: Պինդ մարմիններն ունեն ամենաուժեղ միջմոլեկուլային ուժերը. հետևաբար, կառույցը սերտորեն կապված է այս ուժերի կողմից: Հետևաբար, պինդ մարմնի ձևն անփոփոխ է։
Հեղուկներում միջմոլեկուլային ուժերը համեմատաբար թույլ են. հետեւաբար, նրանք չափավոր կերպով միասին են պահվում:Եվ մոլեկուլները կարող են սահել միմյանց կողքով, բայց ուժերը բավականաչափ ուժեղ են, որպեսզի թույլ չտան նրանց փախչել: Գազերում միջմոլեկուլային ուժերը թույլ են այն մակարդակի վրա, որ դրանք շատ թույլ են միմյանց հետ պահվում: Եվ նրանք կարող են սահել միմյանց կողքով և ամբողջությամբ զբաղեցնել իրենց դրված ծավալը։
Նյութը փոխում է վիճակը՝ կախված դրանց ներքին էներգիայի մակարդակից և ջերմաստիճանից, որը ներքին էներգիայի ցուցիչ է։ Ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում մոլեկուլների թրթռումները ուժեղ են, որ նրանք մրցակցում են միջմոլեկուլային ուժերի հետ կապերից ազատվելու համար: Պինդ մարմիններում ներքին էներգիան ավելի ցածր է, և երբ ներքին էներգիան մեծանում է որոշակի մակարդակի վրա, կապերը թուլանում են, և պինդ սառույցը կդառնա հեղուկ: Ներքին էներգիայի/ջերմաստիճանի հետագա աճի դեպքում հեղուկը կվերածվի գազի։
Պլազման համարվում է նաև նյութի ֆիզիկական վիճակ, որտեղ գազի էլեկտրոնները քերծված են, և և՛ էլեկտրոնները, և՛ միջուկները գտնվում են էներգիայի շատ բարձր մակարդակներում:Տիեզերքում նյութի մեծ մասը այս ձևով է. Աստղերի միջև ընկած հսկայական ամպերում, որոնք կոչվում են միջաստղային ամպեր, և աստղերում, որտեղ առաջացած ջերմությունը դրանք վերածում է պլազմայի:
Ապակին և հեղուկ բյուրեղները նույնպես համարվում են առանձին վիճակներ ֆիզիկայում։ Իսկ շատ ցածր ջերմաստիճանի դեպքում նյութը ձևավորում է տարբեր վիճակներ՝ որպես գերհեղուկներ և Բոզ-Էյնշտեյն կոնդենսատներ: Ծայրահեղ դեպքերում սև խոռոչները համարվում են նաև նյութի մեկ այլ վիճակ, որի ֆիզիկական հատկությունները մենք չգիտենք։
Ո՞րն է տարբերությունը նյութի վիճակի և նյութի փուլի միջև:
• Փուլը միատարր քիմիական և ֆիզիկական հատկություններ ունեցող շրջան է և բաժանված է տարբերվող սահմաններով:
• Նյութի վիճակներն այն ձևերն են, որոնցում կարող են գոյություն ունենալ տարբեր փուլեր: Պինդ, հեղուկ և գազը նյութի ամենատարածված վիճակներն են երկրի վրա:
• Նյութի մեկ վիճակում կարող են գոյություն ունենալ փուլերի բազմաթիվ ձևեր: Օրինակ, հաշվի առեք բենզինով և ջրով շիշը: Երկուսն էլ գտնվում են հեղուկ վիճակում, բայց տարբեր փուլերում։ Նույն հայեցակարգը կարող է կիրառվել պինդ մարմինների նկատմամբ, թեև գազերը հակված են խախտելու դա, բայց ոչ բացահայտ:
