Estat d'agregación de la matèria
De WikiLingua.net
 |
Aquest article o secció necessita fonts o referències que apareguin en una publicació acreditada, com llibres de text o altres publicacions especialitzades en el tema. Còpia i pega el següent codi en la pàgina de discussió del creador de l'article: {{subst:Aviso referències|Estat d'agregación de la matèria}} |
La matèria pot presentar-se en tres formes distintes cridades fases o estats, amb característiques diferents: fase Sòlida, fase Líquida, fase Gasosa; En física i química s'observa que, per a qualsevol cos o estat material, modificant les condicions de temperatura i/o pressió, poden obtenir-se distints estats o fases d'agregación, denominats estats d'agregación de la matèria, relacionades amb les forces d'unió de les partícules (molècules, àtoms o iones) que constitueixen la matèria.
Taula de continguts |
[editar] Estat sòlid
Mantenint constant la pressió, a baixa temperatura, els cossos es presenten en forma sòlida i els àtoms es troben entrellaçats formant generalment estructures cristalinas, el que confereix al cos la capacitat de suportar forces sense deformación aparent. Són, per tant, agregats generalment com durs i resistents. En el sòlid cal rescatar que les Forces d'Atracció són majors que les Forces de Repulsión i que la presència de petits espais intermoleculares caracteritzen als sòlids donant pas a la intervenció de les forces d'enllaci que situen a les celdillas en una forma geomètrica. L'estat sòlid presenta les següents característiques:
- Forma i volum definits
- Cohesió (atracció)
- Vibració
- Tenen forma definida o rígida
- No poden comprimir-se
- Resistents a fragmentarse
- Posseeixen volum definit
- No flueixen
- Alguns d'ells se subliman (yodo)
[editar] Estat líquid
Si s'incrementa la temperatura el sòlid va "descomponent-se" fins a desaparèixer l'estructura cristalina aconseguint l'estat líquid. Característica principal: la capacitat de fluir i adaptar-se a la forma del recipient que ho conté. En aquest cas, encara existeix cert lligam entre els àtoms del cos, encara que molt menys intensa que en els sòlids. L'estat líquid presenta les següents característiques:
- Cohesió menor (regular)
- Moviment energia cinética.
- No posseeixen forma definida.
- Pren la forma de la superfície o el recipient que ho conté.
- En el fred es comprimeix, excepte l'aigua .
- Posseeix fluïdesa a través de petits orificis.
- Pot presentar difusió.
ejem: l'aigua
[editar] Estat gasós
Incrementant encara més la temperatura s'aconsegueix l'estat gasós. Els àtoms o molècules del gas es troben virtualment lliures de manera que són capaços d'ocupar tot l'espai del recipient que ho conté, encara que amb major propietat hauria de dir-se que es distribueix o degrada per tot l'espai disponible. L'estat gasós presenta les següents característiques:
- Cohesió gairebé nul·la.
- Sense forma definida.
- El seu volum sol existeix en recipients que ho continguin.
- Poden comprimir-se fàcilment.
[editar] Plasma
Al plasma se li crida de vegades «la cambra estar de la matèria», a més dels tres «clàssics», sòlid, líquid i gas. És un estat en el qual els àtoms s'han trencat, i est queda format per electrons i iones positius (àtoms que han perdut electrons i que estan movent-se lliurement).
En la baixa atmosfera, qualsevol àtom que perd un electró (quan és aconseguit per una partícula còsmica ràpida) ho recupera aviat o atrapa un altre. Però a altes temperatures, com en el Sol, és molt diferent. Quant més calent està el gas, més ràpid es mouen les seves molècules i àtoms, i a molt altes temperatures les col·lisions entre aquests àtoms, movent-se molt ràpid, són suficientment violentes per a alliberar els electrons. En l'atmosfera solar, una gran part dels àtoms estan permanentment «ionizados» per aquestes col·lisions i el gas es comporta com un plasma.
A diferència dels gasos freds (p.i., l'aire a temperatura ambienti), els plasmes condueixen l'electricitat i són fortament influïts pels camps magnètics. El llum fluorescente, molt usada en la llar i en el treball, conté plasma (el seu component principal és vapor de mercurio) que escalfa i agita l'electricitat, mitjançant la línia de força a la qual està connectada el llum. La línia, positiu eléctricamente un extrem i negatiu altre, causa que els iones positius s'accelerin cap a l'extrem negatiu, i que els electrons negatius vagin cap a l'extrem positiu. Les partícules accelerades guanyen energia, col·lisionen amb els àtoms, expulsen electrons addicionals i mantenen el plasma, encara que es recombinen partícules. Les col·lisions també fan que els àtoms emetin llum i aquesta forma de llum és més eficient que els llums tradicionals. Els rètols de neón i les llums urbanes funcionen per un principi similar i també s'usa(ro)n en electrònica.
Important plasma en la naturalesa és la ionosfera (70-80 km damunt de la superfície terrestre). Aquí els electrons són expulsats dels àtoms per la llum solar de curta longitud d'ona, des de la ultravioleta fins als rajos X: no es recombinan fàcilment a causa de que l'atmosfera es rarifica més a majors altituds i no són freqüents les col·lisions. La part inferior de la ionosfera, la «capa D» (70-90 km), encara té suficients col·lisions per a desaparèixer després de la posada del sol. Llavors es combinen els iones i els electrons, mentre que l'absència de llum solar no els torna a produir. Aquesta capa es reestablece després del clarejar. Per sobre dels 200 km les col·lisions són tan infreqüents que la ionosfera prossegueix dia i nit.
[editar] Perfil de la ionósfera
La part superior de la ionósfera s'estén en l'espai molts milers de quilòmetres i es combina amb la magnetósfera, que els seus plasmes estan generalment més rarificados i també més calentes. Els iones i els electrons del plasma de la magnetósfera provenen de la ionósfera que està per sota i del vent solar i molts dels detalls de la seva entrada i escalfament no estan clars encara.
Existeix el plasma interplanetario, el vent solar. La capa més externa del Sol, la corona, està tan calenta que no sol estan ionizados tots els seus àtoms, sinó que aquells que van començar amb molts electrons, tenen arrencats la majoria (de vegades tots), inclosos els electrons de les capes més profundes que estan més fortament units. En la corona s'ha detectat la llum característica del ferro que ha perdut 13 electrons.
Aquesta temperatura extrema evita que el plasma de la corona romangui captivo per la gravetat solar i, així, flueix en totes adreces, omplint el Sistema Solar més enllà dels planetes més distants. El Sol, mitjançant el vent solar, configura el distant camp magnètic terrestre i el ràpid fluix del vent (400 km/s); proporciona l'energia que alimenta els fenòmens de l'aurora polar, els cinturons de radiació i de les tempestes magnètiques.
La física del plasma és un camp matemàtic difícil, l'estudi del qual requereix minuciós coneixement de la teoria electromagnètica. Alguns textos d'electricitat i magnetismo s'ocupen d'aspectes de la física del plasma, p.i., el capítol 10 de Classical Electrodynamics de J.D. Jackson.
[editar] Condensado de Bose-Einstein
Un altre estat de la matèria és el condensado de Bose-Einstein (CBE), predicho en 1924 per Satyendra Nath Bose i Albert Einstein, i obtingut en 1995 (els físics Eric A. Cornell, Carl I. Wieman i Wolfgang Ketterle van compartir el Premi Nobel de Física de 2001 per aquest fet). Aquest estat s'aconsegueix a temperatures properes al zero absolut i es caracteritza perquè els àtoms es troben tots en el mateix lloc, formant un superátomo. http://i302.photobucket.com/albums/nn96/sumikko/Formacion_condensado_Bose-Einstein.jpg
[editar] Condensado Fermiónico
El sisè estat de la matèria és el condensado fermiónico. Un condensado fermiónico és una fase superfluida formada per partícules fermiónicas a temperatures baixes. Aquesta cercanamente relacionat amb el condensado de Bose-Einstein. A diferència dels condensados de Bose-Einstein, els fermiones condensados es formen utilitzant fermiones en lloc de bosones. Els primers condensados fermiónicos describian l'estat dels electrons en un superconductor. El primer condensado fermiónico atòmic va ser creat per Deborah S. Jin en 2003. Un condensado quiral és un exemple d'un condensado fermiónico que apareix en les teories dels fermiones sense massa amb rompimientos a la simetría quiral.
[editar] Altres estats de la matèria
Existeixen altres possibles estats de la matèria; alguns d'aquests només existeixen sota condicions extremes, com en l'interior d'estrelles mortes, o en el començament de l'univers després del Big Bang o gran explosió:
- Fluïts supercríticos
- Coloide
- Superfluido
- Supersólido
- Matèria degenerada
- Neutronio
- Matèria fortament simétrica
- Matèria débilmente simétrica
- Condensado fermiónico
- Plasma de quarks-gluones
- Matèria estranya o matèria de quarks
[editar] Canvis d'estat
Els canvis d'estat descriptos també es produeixen si s'incrementa la pressió mantenint constant la temperatura. Així, el gel de les pistes es fon per la pressió exercida pel pes dels patinadores. Aquesta aigua serveix de lubricante, permetent el suau deslizamiento dels patinadores.
Per a cada element o compost químic existeixen determinades condicions de pressió i temperatura a les quals es produeixen els canvis d'estat, havent d'interpretar-se, quan es fa referència únicament a la temperatura de canvi d'estat, que aquesta es refereix a la pressió de l'atm. (la pressió atmosférica). D'aquesta manera, en "condicions normals" (pressió atmosférica, 20 ºC) hi ha composts tant en estat sòlid com líquid i gasós (S, L i G).
Els processos en els quals una substància canvia d'estat són: la sublimación (S-G), l'evaporización (L-G), la condensación (G-L), i la fusió (L-S), i la sublimación inversa (G-S).
