Hva er materiens tilstander?

Faste stoffer, væsker, gasser og plasma

Is er den faste tilstanden til materie for vann. Yuji Kotani / Getty Images

Materie forekommer i fire tilstander: faste stoffer, væsker, gasser og plasma. Ofte materiens tilstand av et stoff kan endres ved å legge til eller fjerne varmeenergi fra det. For eksempel kan tilsetning av varme smelte is til flytende vann og gjøre vann til damp.

Viktige takeaways: State of Matter

• Materie har masse og tar opp plass.
• De fire hovedtilstandene for materie er faste stoffer, væsker, gasser og plasma.
• Under eksepsjonelle forhold eksisterer også andre materietilstander.
• Et fast stoff har en bestemt form og volum. En væske har et bestemt volum, men tar form av sin beholder. En gass mangler enten en definert form eller volum. Plasma ligner en gass ved at partiklene er svært langt fra hverandre, men en gass er elektrisk nøytral og plasma har en ladning.

Hva er en tilstand av materie?

Ordet 'materie' refererer til alt i universet som har masse og tar opp plass. All materie er bygd opp av atomer av elementer. Noen ganger binder atomer seg tett sammen, mens andre ganger er de spredt vidt.

Materietilstander er generelt beskrevet på grunnlag av kvaliteter som kan sees eller føles. Materie som føles hard og opprettholder en fast form kalles et fast stoff; materie som føles våt og opprettholder volumet, men ikke formen, kalles væske. Saken som kan endre både form og volum kalles en gass.

Noen innledende kjemitekster kaller faste stoffer, væsker og gasser som de tre tilstandene av materie, men tekster på høyere nivå anerkjenner plasma som den fjerde tilstanden av materie. Som en gass kan plasma endre volum og form, men i motsetning til en gass kan det også endre sin elektriske ladning.

Det samme elementet, forbindelsen eller løsningen kan oppføre seg veldig forskjellig avhengig av materietilstanden. For eksempel føles fast vann (is) hardt og kaldt mens flytende vann er vått og mobilt. Det er imidlertid viktig å merke seg at vann er en veldig uvanlig type materie: i stedet for å krympe når det danner en krystallinsk struktur, utvider det seg faktisk.

Faste stoffer

EN fast har en bestemt form og volum fordi molekylene som utgjør det faste stoffet er pakket tett sammen og beveger seg sakte. Faste stoffer er ofte krystallinske; eksempler på krystallinske faste stoffer inkluderer bordsalt, sukker, diamanter og mange andre mineraler. Faste stoffer dannes noen ganger når væsker eller gasser avkjøles; is er et eksempel på en avkjølt væske som har blitt fast. Andre eksempler på faste stoffer inkluderer tre, metall og stein ved romtemperatur.

Væsker

EN væske har en bestemt volum men tar form av sin beholder. Eksempler på væsker inkluderer vann og olje. Gasser kan bli flytende når de avkjøles, slik tilfellet er med vanndamp. Dette skjer når molekylene i gassen bremser ned og mister energi. Faste stoffer kan bli flytende når de varmes opp; smeltet lava er et eksempel på fast stein som har blitt flytende som følge av intens varme.

gasser

EN gass har verken et bestemt volum eller en bestemt form. Noen gasser kan sees og føles, mens andre er uhåndgripelige for mennesker. Eksempler på gasser er luft, oksygen og helium. Jordens atmosfære består av gasser inkludert nitrogen, oksygen og karbondioksid.

Plasma

Plasma har verken et bestemt volum eller en bestemt form. Plasma sees ofte i ioniserte gasser, men det er forskjellig fra en gass fordi det har unike egenskaper. Frie elektriske ladninger (ikke bundet til atomer eller ioner) gjør at plasmaet er elektrisk ledende. Plasmaet kan dannes ved oppvarming og ionisering av en gass. Eksempler på plasma inkluderer stjerner, lyn, fluorescerende lys og neonskilt.

Andre materietilstander

Forskere oppdager nye tilstander av materie hele tiden! I tillegg til de fire hovedtilstandene av materie, inkluderer andre tilstander superfluid, Bose-Einstein-kondensat, fermionisk kondensat, Rydberg-molekyler, kvante Hall-tilstand, fotonisk materie og dråpeton.

Kilder

• Goodstein, D.L. (1985). Tingenes tilstand . Dover Phoenix. ISBN 978-0-486-49506-4.
• Murthy, G.; et al. (1997). 'Superfluider og supersolider på frustrerte todimensjonale gitter'. Fysisk gjennomgang B . 55 (5): 3104. doi:10.1103/PhysRevB.55.3104
• Sutton, A.P. (1993). Elektronisk struktur av materialer . Oxford Science Publications. ISBN 978-0-19-851754-2.
• Wahab, M.A. (2005). Faststofffysikk: Materialers struktur og egenskaper .... Alfavitenskap. ISBN 978-1-84265-218-3