Definizione dello stato della materia

Fisica e chimica studiano sia materia, energia che interazioni tra di loro. Dalle leggi della termodinamica, gli scienziati sanno che la materia può cambiare stati e la somma della materia e dell'energia di un sistema è costante. Quando l'energia viene aggiunta o rimossa dalla materia, cambia stato per formare un stato della materia. Uno stato della materia è definito come uno dei modi in cui importa può interagire con se stesso per formare un omogeneo fase.

Le frasi "stato della materia" e "fase della materia" sono usate in modo intercambiabile. Per la maggior parte, va bene. Tecnicamente un sistema può contenere diverse fasi dello stesso stato della materia. Ad esempio, una barra di acciaio (un solido) può contenere ferrite, cementite e austenite. Una miscela di olio e aceto (un liquido) contiene due fasi liquide separate.

Nella vita di tutti i giorni, esistono quattro fasi della materia: solidi, liquidi, gas, e plasma. Tuttavia, diversi altri stati della materia sono stati scoperti. Alcuni di questi altri stati si verificano al confine tra due stati della materia in cui una sostanza non mostra realmente le proprietà di nessuno degli stati. Altri sono più esotici. Questo è un elenco di alcuni stati della materia e delle loro proprietà:

Solido: Un solido ha una forma e un volume definiti. Le particelle all'interno di un solido vengono imballate molto vicine tra loro fissate in una disposizione ordinata. La disposizione può essere sufficientemente ordinata per formare un cristallo (ad esempio NaCl o cristallo di sale da tavola, quarzo) oppure la disposizione può essere disordinata o amorfa (ad esempio cera, cotone, vetro per finestre).

Liquido: Un liquido ha un volume definito ma manca di una forma definita. Le particelle all'interno di un liquido non sono impacchettate vicine come in un solido, permettendo loro di scivolare l'una contro l'altra. Esempi di liquidi includono acqua, olio e alcool.

Gas: Un gas non ha una forma o un volume definiti. Le particelle di gas sono ampiamente separate. Esempi di gas includono l'aria e l'elio in un pallone.

Plasma: Come un gas, un plasma non ha una forma o un volume definiti. Tuttavia, le particelle di un plasma sono cariche elettricamente e sono separate da grandi differenze. Esempi di plasma include il fulmine e l'aurora.

Bicchiere: Un bicchiere è un solido amorfo intermedio tra un reticolo cristallino e un liquido. A volte è considerato uno stato separato della materia perché ha proprietà distinte da solidi o liquidi e perché esiste in uno stato metastabile.

superfluido: Un superfluido è un secondo stato liquido che si verifica vicino zero Assoluto. A differenza di un liquido normale, un superfluido ha zero viscosità.

Condensato di Bose-Einstein: A Condensa di Bose-Einstein può essere chiamato il quinto stato della materia. In un condensato di Bose-Einstein le particelle di materia smettono di comportarsi come entità individuali e possono essere descritte con una singola funzione d'onda.

Condensato Fermionico: Come un condensato di Bose-Einstein, le particelle in un condensato fermionico possono essere descritte da una funzione d'onda uniforme. La differenza è che la condensa è formata da fermioni. A causa del principio di esclusione di Pauli, i fermioni non possono condividere lo stesso stato quantico, ma in questo caso coppie di fermioni si comportano come bosoni.

droplettone: Questa è una "nebbia quantistica" di elettroni e lacune che scorrono in modo molto simile a un liquido.

Materia Degenerata: La materia degenerata è in realtà una raccolta di stati esotici della materia che si verificano sotto una pressione estremamente elevata (ad esempio, all'interno di nuclei di stelle o pianeti enormi come Giove). Il termine "degenerato" deriva dal modo in cui la materia può esistere in due stati con la stessa energia, rendendoli intercambiabili.

Singolarità gravitazionale: Una singolarità, come al centro di un buco nero, è non uno stato della materia. Tuttavia, va notato perché è un "oggetto" formato da massa ed energia che manca di materia.

La materia può cambiare stato quando l'energia viene aggiunta o rimossa dal sistema. Di solito, questa energia deriva da variazioni di pressione o temperatura. Quando la materia cambia afferma che subisce a transizione di fase o cambio di fase.

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