Maddenin halleri nelerdir:
Maddenin halleri, maddenin evrende meydana geldiği çeşitli formlardır. Parçacıklar her durumda farklı şekillerde toplandıkları veya gruplandıkları için, maddenin kümelenme halleri olarak da bilinirler.
Doğal koşullar altında meydana gelen bu kümelenme biçimleri dikkate alındığında, maddenin dört temel hali olduğu düşünülebilir. Maddenin temel halleri şunlardır:
- Katı hal.
- Sıvı hal.
- Gaz hali.
- Plazma durumu.
Görüntünün detayında parçacıkların birlikte nasıl gruplandığını gözlemliyoruz.
Ancak günümüzde maddenin kümelenme halleri üzerine yapılan çalışmalar genişletilmiştir. Doğal olarak meydana gelenlere ek olarak, bugün laboratuvarda indüklenen aşırı koşullarda meydana gelenleri inceliyoruz. Bu gruptan bilim adamları, üç yeni durumun varlığını doğruladılar: Bose-Einstein yoğunlaşması (BEC); Fermi yoğunlaşması ve süper katı.
Maddenin hallerinin özellikleri, parçacıklar arasındaki çekim kuvvetine ve hareketliliğine bağlıdır. Sıcaklık ve/veya basınç, bu parçacıkların nasıl bir arada gruplandıklarını ve birbirleriyle nasıl etkileştiklerini etkileyen faktörlerdir.
Sıcaklık ve/veya basınç değişkenlerinde hissedilir değişiklikler olduğunda, maddenin bir halinden diğerine değişiklikler meydana gelir. Bu değişimler katılaşma, buharlaşma, erime, süblimleşme, ters süblimleşme, iyonlaşma ve deiyonizasyondur.
Aşağıda, maddenin temel halleri arasında var olan temel farklılıkları içeren karşılaştırmalı bir tablo sunuyoruz:
| Emlak |
Durum | Durum sıvı | Durum gazlı | Durum plazmatik |
|---|---|---|---|---|
| maddenin türü | Sabit madde | Viskoziteli sıvılar | gazlar | Sıcak gazlar (elektrik yüklü) |
| cazibe parçacıklar arasında | yüksek | Orta düzey | Kısa | Kısa |
| Hareketlilik parçacıkların | Kısa | Orta düzey | yüksek | yüksek |
| Ses | hacim ile | hacim ile | hacim yok | hacim yok |
| şekil | tanımlı | Belirsiz | Belirsiz | Belirsiz |
| Misal | Taşlar | Su | Su buharı | Plazma televizyon |
Katı hal
Katı hal, şekil ve hacimdeki değişikliklere direnen sabit bir madde olarak algıladığımız şeydir. Katı hal maddesinde, parçacıkların birbirlerine karşı daha büyük bir çekiciliği vardır, bu da hareketlerini ve etkileşim olanaklarını azaltır. Örneğin: diğerleri arasında kayalar, ahşap, metal kaplar, cam, buz ve grafit.
katı hal özellikleri Onlar:
- Tek tek parçacıklar arasındaki çekim kuvveti, ayrılmaya neden olan enerjiden daha büyüktür.
- Parçacıklar kendilerini titreşim enerjilerini sınırlayan bir konuma kilitlerler.
- Şeklini ve hacmini korur.
Sıvı hal
Sıvı hali, hacmi sabit olan ancak kabının şekline uyum sağlayan sıvılara karşılık gelir. Örneğin: su, soğuk içecekler, yağ ve tükürük.
sıvı halin özellikleri Onlar:
- Parçacıklar birbirini çeker, ancak mesafe katılardan daha büyüktür.
- Parçacıklar katılardan daha dinamik, gazlardan daha kararlıdır.
- Sabit bir hacmi vardır.
- Şekli belirsizdir. Dolayısıyla sıvı bulunduğu kabın şeklini alır.
gaz hali
Gaz hali gazlara karşılık gelir. Teknik olarak, birbirleriyle çarpıştıklarında uzayda genişleyen, birbirine çok az ilgi duyan parçacıkların gruplanması olarak tanımlanır. Örneğin: su buharı, oksijen (O2) ve doğal gaz.
gaz halinin özellikleri Onlar:
- Katılardan ve sıvılardan daha az partikül konsantre eder.
- Parçacıkların birbirlerine çok az çekiciliği vardır.
- Parçacıklar genişleme halindedir, bu nedenle katılardan ve gazlardan daha dinamiktirler.
- Belirli bir şekli veya hacmi yoktur.
plazma durumu
Plazma durumu, gaz haline benzer bir durumdur, ancak elektrik yüklü, yani iyonize parçacıklara sahiptir. Bu nedenle, sıcak gazlardır.
Plazma halindeki madde uzayda çok yaygındır ve aslında gözlemlenebilir maddesinin %99'unu oluşturur. Bununla birlikte, plazma durumu da bazı karasal olaylarda doğal olarak yeniden üretilir. Çeşitli kullanımlar için yapay olarak da üretilebilir.
Örneğin güneşte, yıldızlarda ve bulutsularda plazma vardır. Ayrıca kutup auroralarında, şimşekte ve San Telmo Ateşi denilen yerde bulunur. Yapay üretimlerine gelince, bazı örnekler plazma televizyonlar, floresan tüpler ve plazma lambalarıdır.
plazma halinin özellikleri Onlar:
- Tanımlanmış şekil ve hacimden yoksundur.
- Parçacıkları iyonizedir.
- Elektromanyetik dengeden yoksundur.
- İyi bir elektrik iletkenidir.
- Manyetik alana maruz kaldığında filamentler, katmanlar ve ışınlar oluşturur.
İlginizi çekebilir:
- Katı hal
- Sıvı hal
- gaz hali
- plazma durumu
Maddenin hallerindeki değişiklikler
Maddenin hallerinin değişimi, maddenin uzaysal yapısının bir halden diğerine değişmesine izin veren süreçlerdir. Sıcaklık ve/veya basınç gibi çevresel koşullardaki değişikliklere bağlıdırlar.
Maddenin temel halleri dikkate alındığında, maddenin hal değişimleri şunlardır: katılaşma, buharlaşma, füzyon, süblimleşme, ters süblimleşme, iyonlaşma ve deiyonizasyon.
Erime veya erime. Katı halden sıvı hale geçiştir. Katı, eriyene kadar normalden daha yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında oluşur. Katının maruz kaldığı yüksek sıcaklıkların parçacıkları daha fazla ayırmasını ve daha kolay hareket etmesini sağladığı için oluşur.
Katılaşma. Katılaşma, sıvı halden katı hale geçiştir. Bir sıvının sıcaklığı düştüğünde tanecikler birbirine yaklaşmaya başlar ve aralarındaki hareket azalır. Donma noktasına ulaştıklarında katı maddeye dönüşürler.
Buharlaşma. Buharlaşma, sıvı halden gaz hale geçiştir. Sıcaklık, parçacıklar arasındaki etkileşimi bozan makul bir şekilde yükseldiğinde meydana gelir. Bu, ayrılmalarına ve artan hareketlerine neden olarak bir gaza neden olur.
Yoğunlaşma. Yoğuşma, gaz halinden sıvı hale geçiştir. Sıcaklık düştükçe ve/veya basınç yükseldikçe gaz parçacıkları bir miktar hareketlilik kaybeder ve birbirine yaklaşır. Bu yaklaşım gazdan sıvıya geçişi açıklar.
süblimasyon. Süblimleşme, sıvı hale geçmeden katı halden gaz hale geçiştir. Örneğin, naftalin kürelerinde meydana gelir. Güveleri dolaplardan uzak tutmak için kullanılan bu küreler zamanla kendi kendine solma özelliğine sahiptir. Bu, sıvı halden geçmeden katı halden gaz hale geçtikleri anlamına gelir.
Ters süblimasyon. Gaz halinden katı hale doğrudan bir şekilde geçmek için ters süblimasyon, gerileyen süblimasyon, biriktirme veya kristalleşme denir.
iyonlaşma İyonizasyon, gaz parçacıklarının elektriksel olarak yüklendiğinde meydana gelen ve gaz ısıtıldığında mümkün olan gazdan plazmaya geçiştir.
deiyonizasyon Deiyonizasyon, plazma durumundan gaz haline geçişi içerir. Bu nedenle, iyonlaşmanın tersi bir süreçtir.
Ardından maddedeki değişimleri özetleyen ve her biri için birer örnek veren bir tablo sunuyoruz.
| süreç | Durum değişimi | Misal |
|---|---|---|
| Füzyon | Katıdan sıvıya. | Çözülür. |
|
Katılaşma | Sıvıdan katıya. | Buz. |
| buharlaşma | Sıvıdan gaza. | Su buharı. |
| yoğunlaşma | Gazdan sıvıya. | Yağmur. |
| süblimasyon | Katıdan gaza. | Kuru buz. |
| Ters süblimasyon | Gazdan katıya. | Kar. |
| iyonlaşma | Gazdan plazmaya. | Neon işaretler. |
| deiyonizasyon | Plazmatikten gaza. | Bundan kaynaklanan duman bir alev söndürün. |
İlginizi çekebilir:
- Maddenin hal değişiklikleri
- buharlaşma
- Kaynamak
Maddenin yeni halleri
Şu anda, bilimsel araştırmalar, yapay prosedürler yoluyla maddenin yeni kümelenme hallerini buldu. En iyi bilinenleri sıcaklığa dayalıdır ve Bose-Einstein yoğuşması, fermiyonik yoğuşma ve süper katı halidir.
Bununla birlikte, Rydberg molekülü, Quantum Hall durumu, fotonik madde ve damlacık gibi maddenin olası halleriyle ilgili diğer teoriler hala araştırılmaktadır.
Bose-Einstein Yoğuşması (BEC)
Bose-Einstein yoğuşması (BEC) olarak bilinen durum, belirli gazların mutlak sıfıra (-273.15 °C) yakın sıcaklıklara maruz kalması, atomların hareket edemeyecekleri bir yoğunluğa ve donma noktasına ulaşmasıyla oluşur.
1995 yılında yapay olarak elde edilen maddenin halidir. O zamandan beri maddenin beşinci hali olarak da bilinir.
BEC'ye bir örnek, süper iletkenliğe sahip, yani herhangi bir direnç göstermeden ve enerji kaybetmeden elektriği iletebilen malzemelerdir.
yoğun durumun özellikleri Bose-Einstein:
- Parçacıkları bozonlardır.
- Sadece atom altı seviyede gözlemlenebilir.
- Süper iletkenlik (sıfır elektrik direnci) sunar.
- Minimum enerji durumu, temel durum olarak bilinir.
Derinlemesine gidin: Bose-Einstein Uzlaşma Durumu
Fermi Sayısı
Fermi yoğuşması veya fermiyonik yoğuşma, maddenin aşırı akışkan olduğu, yani herhangi bir viskozite derecesine sahip olmadığı yerdir. Fermiyonik durumun davranışı bir parçacıktan çok bir dalgaya benzer. Bose-Einstein durumuyla ilgilidir.
fermiyonik kondansatörün özellikleri Onlar:
- Parçacıkları fermiyonlardır (bozonlar değil).
- Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda oluşur.
- Stabilitesi çok kısa sürer.
süper katı
Süper katı, maddenin bir süper akışkanın özellikleriyle uzayda düzenlendiği bir durumdur. Sadece 2017'de varlığının açık kanıtı bulundu. Diğer varsayımsal durumlar gibi hala araştırılmaktadır.
Ayrıca bakınız:
- Maddenin özellikleri
- Maddenin yoğun ve kapsamlı özellikleri
