Что такое материя? - Определение, состояния, классификация и свойства

Три основных состояния вещества – твердое, жидкое и газообразное. Все материалы, с которыми мы соприкасаемся ежедневно (от мороженого до стульев и воды), состоят из материи. На основе межмолекулярных сил и расположения частиц вещество можно разделить на три состояния: твердое, жидкое и газообразное. Эти три типа материи могут быть преобразованы из одного состояния в другое путем изменения определенных факторов окружающей среды (например, повышения или понижения давления и температуры). Например, при повышении температуры лед может превратиться из твердого состояния в жидкую воду.

Переход фаз также характеризует состояние вещества. Переходный процесс указывает на структурный сдвиг и может быть идентифицирован по внезапному изменению свойств. Отдельное состояние дел — это любое множество состояний, которое отделено от любого другого множества состояний фазовым переходом.

Иметь значение

Matter is defined as anything that occupies space and has mass. 

Атомы являются строительными блоками всей материи, состоящей из протонов, нейтронов и электронов. Химическая энергия — это тип потенциальной энергии, которая удерживает вместе атомы и молекулы. «Все, что имеет массу и объем» определяется как материя (занимает место). Нетрудно показать, что большинство продуктов, с которыми мы ежедневно взаимодействуем, имеют массу и занимают место.

Состояния вещества

One of the distinct forms that the various phases of matter take are the condition of the matter. In everyday life, four states of matter can be found: solid, liquid, gas, and plasma. Many other states, such as Bose-Einstein condensate and neutron degenerate matter, are thought to exist only in extremely cold or dense matter. Other states, such as quark-gluon plasmas, are thought to be possible but are still considered theoretical for the time being.

Состояние устройства может быть газообразным, жидким или твердым. Твердые тела имеют плотную атомную связь и высокую вязкость, что приводит к жесткой форме. Большинство твердых тел являются кристаллическими в том смысле, что они имеют трехмерную периодическую атомную структуру; однако некоторые твердые тела (например, стекло) не имеют такого периодического расположения и поэтому являются некристаллическими или аморфными.

Частицы (ионы, атомы или молекулы) в твердом теле плотно упакованы. Силы между частицами настолько сильны, что частицы могут только вибрировать и не могут свободно двигаться. В результате твердое тело имеет согласованную, определенную форму и объем. Твердые тела могут изменить форму только при приложении к ним силы, как если бы они были сломаны или разрезаны. Жидкость — это почти несжимаемая жидкость, которая принимает форму своего сосуда, сохраняя при этом (почти) постоянный объем независимо от давления. Если температура и давление остаются постоянными, определяется объем. Когда твердое тело нагревается выше точки плавления, оно становится жидким, когда давление превышает тройную точку материала. Молекулы в газе обладают достаточной кинетической энергией, чтобы влияние межмолекулярных сил было небольшим (или нулевым в идеальном газе), а нормальное расстояние между соседними молекулами намного превышало размер молекулы. Газ не имеет четкой формы или объема, но полностью заполняет сосуд, в котором находится.

Твердые тела

Одно из трех основных состояний материи – твердое. Твердое тело образуется из жидкости или газа, потому что энергия атомов уменьшается по мере того, как они принимают несколько организованную трехмерную структуру.

Solids have characteristics that distinguish them from liquids and gases. All solids, for example, can withstand forces applied perpendicular or parallel to a surface (i.e., normal or shear loads, respectively). Such properties are determined by the properties of the atoms that make up the solid, how those atoms are arranged, and the forces that exist between them. 

К свойствам твердых тел относятся:

1. Одним из фундаментальных состояний вещества является твердое состояние.
2. Жесткость твердых тел отличает их от жидкостей и газов.
3. Из-за сильных межмолекулярных сил молекулы твердых тел плотно упакованы и колеблются только вокруг своего среднего положения.
4. Жидкости и газы, напротив, обладают свойством текучести и могут легко течь.
5. Твердые тела — это состояния материи, имеющие определенную форму и объем, а также жесткую структуру.
6. Твердые тела обладают наименьшей сжимаемостью и тепловым расширением среди всех материалов. железо как пример

жидкости

Наиболее заметными физическими свойствами жидкости являются сохранение объема и соответствие форме ее сосуда. Когда жидкое вещество наливается в сосуд, оно принимает форму сосуда и остается внутри, пока вещество остается жидким. Кроме того, когда жидкость переливается из одного сосуда в другой, она сохраняет свой объем, но не форму (до тех пор, пока не происходит испарения или изменения температуры).

These properties are useful for distinguishing between the liquid and solid states. Gases, for example, expand to fill their container to the point where their volume equals that of the container. When moving solids from one container to another, they keep their shape and volume. 

Его свойства:

1. Из-за слабых межмолекулярных сил молекулы в жидкости плотно упакованы.
2. Эти силы слабее в твердых телах, но сильнее в газах.
3. Молекулы жидкости имеют большое пространство между собой, что позволяет им легко течь.
4. Жидкости имеют фиксированный объем и могут легко принимать форму сосуда.
5. Превращение твердых веществ в жидкости происходит, когда температура твердых веществ повышается до точки, при которой твердые вещества начинают плавиться.
6. Как правило, плотность жидкостей находится где-то между плотностью твердых тел и газов. Жидкости имеют немного более высокую сжимаемость и тепловое расширение, чем твердые тела.
7. Вода является примером

Газы

Gases are remarkable in that they appear to have no structure at all. They have neither a definite size nor a definite shape, whereas ordinary solids have both a definite size and a definite shape, and liquids have a definite size, or volume, even though their shape adapts to that of the container in which they are placed. 

Газы полностью заполнят любую закрытую емкость; их свойства определяются объемом контейнера, а не его формой. Его свойства:

1. Расстояния между молекулами в этом состоянии вещества велики.
2. Межмолекулярные силы, существующие между ними, незначительны.
3. В результате в газах преобладают поступательные, вращательные и колебательные движения.
4. Газы не имеют фиксированной формы или объема.
5. Они также очень сжимаемы и имеют высокое тепловое расширение.
6. Кислород тому пример.

Плазма

Плазма — это тип материи, который обычно не наблюдается. Плазма состоит из частиц с очень высокой кинетической энергией. Электричество используется для ионизации благородных газов, в результате чего светящиеся знаки, по сути, представляют собой плазму. Звезды представляют собой перегретую форму плазмы.

Конденсаты Бозе-Эйнштейна

Конденсат Бозе-Эйнштейна был открыт в 1995 году в результате технологических достижений. Карл Виман и Эрик Корнелл использовали магниты и лазеры для охлаждения образца рубидия до нескольких градусов ниже абсолютного нуля. Движение молекул становится пренебрежимо малым при указанной температуре. По мере уменьшения кинетической энергии атомы больше не остаются отдельными и начинают слипаться. Когда атомы объединяются, они образуют суператом. Когда свет проходит через БЭК, он замедляется, что позволяет ученым больше узнать о природе света как волны и частицы. БЭК также обладают свойствами сверхтекучести, что означает, что они текут без трения.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Может ли Материя существовать одновременно в двух состояниях?

Отвечать:

Pressure has the ability to change the state of matter. Certain matters frequently vary, but often only occur in two states and necessitate human and technical assistance to progress through all three stages. Water is the only substance on the planet that can exist naturally in all three states: solid, liquid, and oil.

Вопрос 2: Является ли свет материей?

Отвечать:

Light is a type of energy, not matter. Atoms make up matter. Light, in fact, is electromagnetic radiation. A magnetic field is created when an electrical charge or electrons (electrical current) move, and a changing magnetic field creates an electrical or electrical field.

Вопрос 3: Как мы классифицируем материю?

Отвечать:

Physical and chemical properties can be used to classify matter. Matter is defined as something that occupies space and has mass. Solid, liquid, and gaseous are the three states of matter. The conversion of a material from one state of matter to another without changing its chemical composition is referred to as a physical transition.

Вопрос 4: Как устроено дело?

Отвечать:

Small particles make up matter as well. Atoms are the subatomic particles that make up matter. Atoms are invisible because they are so small. The majority of atoms combine to form the visible substance.

Вопрос 5: Почему важны три состояния материи?

Отвечать:

Understanding the particle nature of matter is critical. Matter is made up of atoms and molecules, not “small solid bits” or small liquid drops. The physical properties of such atoms and molecules determine their state.