شیمی معرفی شش حالت ماده

[Regina]

در این مقاله به معرفی 6 حالت ماده می پردازیم. همه ما با 3 حالت ماده یعنی جامد ، مایع و گاز آشنایی داریم. ممکن است برخی از شما تا به حال نام حالت چهارم ماده یعنی پلاسما را نیز شنیده باشید و یا اطلاعاتی راجع به آن داشته باشید اما

مطمئنا بسیاری از شما از حالت پنجم و ششم ماده یعنی چگال بوز - انیشتن و چگالی فرمیونی، و همچنین خواص آنها بی اطلاعید. در این مقاله قصد داریم شما را با هر 6 حالت ماده و ویژگی های آنها آشنا کنیم.

 

[Regina]

1-جامد

مواد جامد در برابر تغییر شکل مقاومت می کنند و سفت و شکننده هستند. برای درک چگونگی این موضوع می توان جامدات را اینگونه تعریف کنیم.

در حالت جامد ، نیروهای بین مولکولی ، بقدری قویتر از انرژی جنبشی هستند که باعث سخت شدن جسم در نتیجه عدم جاری شدن آن میگردند. جامدات شکل و حجم معینی دارند. در جامدات فاصله مولکولها مانند فاصله آنها در مایع است ولی در جامدات مولکول ها نمیتوانند مانند وضعیتی که در حالات مایع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حرکت کنندو در مکانهای خاصی قرار میگیرند و فقط میتوانند در اطراف این مکانها حرکتنوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند.
این حرکت نوسانی ، بخصوص در جامدات بلورین ، کاربردهای صنعتی و علمی زیادی را برای این دسته از مواد به دنبال دارد.

 

[Regina]

2-مایع

در حالت مایع ، مولکولها در مقایسه با حالت گاز خیلی به هم نزدیکترند بطوریکه نیروهای مابینشان قویتر از انرژی جنبشی آنان میباشد. از طرف دیگر ، نیروها آنقدر قوی نیستند که قادر به ممانعت از حرکت مولکولها گردند. از این روست که جریان مایع از ظرفی به ظرف دیگر شدنی است، اما نسبت سرعت جاری شدن آب در مقایسه با مایعات دیگر از قبیل روغنها و گلسیرین بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری شدن ، میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن ،یعنی ویسکوزیته آن نامیده می شود که خود تابعی از شکل ، اندازه مولکولی ، دما و فشار میباشد. بنابراین مایعات حجم معین وشکل نامعینی دارند.

 

[Regina]

3-گاز

به طور کلی می توان گازها را اینگونه تعریف کرد ؛

گاز ها کم چگالند و ساده متراکم می شوند و نه تنها شکل ظرف خود را می گیرند بلکهآنقدر منبسط می شوند تا ظرف را کاملا پر کنند.
اما اگر بخواهیم گازها را بهتر بشناسیم می توانیم بگوییم که ؛حالت فیزیکی مواد در شرایط طبیعی فشار و دما ، بستگی به اندازه مولکولی و نیروهای بین آنها دارد. اگر مقدار کمی از یک گاز ، در یک تانک نسبتا بزرگی قرار گیرد، مولکولهای آن با سرعت در سرتاسر تانک پخش میشوند. پخش سریع مولکولهای گاز دلالت بر آن میکند که نیروهای موجود بین مولکولها ، بمراتب ضعیفتر از انرژی جنبشی آن است و از آنجایی که ممکن است مقدار کمی از یک گاز در سرتاسر تانک یافت شود، نشان دهنده آن است که مولکولهای گاز باید نسبتا از هم...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

4- پلاسما

حالت چهارم ماده پلاسما ,شبیه گاز است و از اتمهایی تشکیل شده است که تمام یاتعدادی از الکترون های خود را از دست داده اند (یونیده شده اند ) بیشتر مواد جهان در حالت پلاسما هستند مانند خورشید که از پلاسما تشکیل شده است.پلاسما اغلب بسیار گرم است و می توان آن را در میدان مغناطیسی به دام انداخت. اما در تعریفی کلی از پلاسما باید گفت که ؛ پلاسما حالت چهارمی از ماده است کهدانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد و مجبور شده آنرا حالت مستقلی به حساب آورد. این ماده با ماهیت محیط یونیزه، ترکیبی از یونهای مثبت والکترون با غلظت معین میباشد که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسماتقریبا برابر است و حالت پلاسمای مواد، تقریبا حالت شبه خنثایی دارد...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

5-چگال بوز - انیشتن

حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-انیشتن(Booze-Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزونها (Bosons)تا دماهایی بسیار پایین پدید می آید. بوزونهای سرد در هم فرومیروند و ابر ذره هایی که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره های معمولی ، شکل میگیرد. ماده چگال بوز-انیشتن شکننده است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.

 

[Regina]

6-چگال فرمیونی

حالت تازه ماده چگال فرمیونی (Fermionic condensate) است. "دبورا جین" (DeborahJin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر پاییز ۱۳۸۲ ، موفق به کشف این شکل تازه ماده شده است، میگوید": وقتی با شکل جدیدی از ماده روبرو میشوید، باید زمانی را صرف شناخت ویژگیهایش کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پانصدهزار اتم پتاسیم با جرم اتمی ۴۰ تا دمایی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند. این اتمها در چنین دمایی بدون گرانروی جریان مییابند و این ، نشانه ظهور ماده ای جدید بود.
در این حالت اتمهای پتاسیم بدون آنکه چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد ، بصورت مایع جریان یافتند . حالت چگالیده فرمیونی تا حدی شبیه چگالش بوز- اینشتین است . هر دو...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

تفاوت میان بوزون ها و فرمیونها چیست ؟

رفتار بوزون ها به گونه ای است که تمایل دارند با هم پیوند برقرار کنند و به هممتصل شوند . یک اتم در صورتی که حاصل جمع تعداد الکترون ، پروتون و نوترون هایشزوج باشد، بوزون است . بعنوان مثال اتمهای سدیم بوزون هستند زیرا اتمهای سدیم در
حالت عادی یازده الکترون ، یازده پروتون و دوازده نوترون دارند که حاصل جمع آنهاعدد زوج ۳۴ می شود . بنابراین اتمهای سدیم این قابلیت را دارند که در دماهای پایین به هم متصل شوند و حالت چگالیده بوز- اینشتین را پدید اورند اما از طرف دیگر فرمین ها منزوی هستند . این ذرات طبق اصل طرد پائولی هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار می گیرند همدیگر را دفع می کنند و اگر ذره ای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.