Καταστάσεις ύλης: Στερεό, υγρό, αέριο και πλάσμα

Το θέμα εμφανίζεται σε τέσσερις πολιτείες: στερεά, υγρά, αέριακαι πλάσμα. Συχνά η κατάσταση της ύλης μιας ουσίας μπορεί να αλλάξει προσθέτοντας ή αφαιρώντας θερμική ενέργεια από αυτήν. Για παράδειγμα, η προσθήκη θερμότητας μπορεί να λιώσει τον πάγο σε υγρό νερό και να μετατρέψει το νερό σε ατμό.

Η λέξη "ύλη" αναφέρεται σε ό, τι στο σύμπαν έχει μάζα και καταλαμβάνει χώρο. Όλη η ύλη αποτελείται από άτομα στοιχείων. Μερικές φορές, τα άτομα συνδέονται στενά, ενώ σε άλλες στιγμές διασκορπίζονται ευρέως.

Οι καταστάσεις της ύλης περιγράφονται γενικά με βάση τις ιδιότητες που μπορούν να φανούν ή να γίνονται αισθητές. Η ύλη που αισθάνεται σκληρή και διατηρεί ένα σταθερό σχήμα ονομάζεται στερεό. ύλη που αισθάνεται υγρή και διατηρεί τον όγκο της αλλά όχι το σχήμα της ονομάζεται υγρό. Υλη που μπορεί να αλλάξει τόσο το σχήμα όσο και τον όγκο ονομάζεται αέριο.

Μερικά εισαγωγικά κείμενα χημείας ονομάζουν στερεά, υγρά και αέρια ως τις τρεις καταστάσεις της ύλης, αλλά κείμενα υψηλότερου επιπέδου αναγνωρίζουν το πλάσμα ως την τέταρτη κατάσταση της ύλης. Όπως ένα αέριο, το πλάσμα μπορεί να αλλάξει τον όγκο και το σχήμα του, αλλά σε αντίθεση με ένα αέριο, μπορεί επίσης να αλλάξει το ηλεκτρικό του φορτίο.

Το ίδιο στοιχείο, ένωση ή λύση μπορεί να συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά ανάλογα με την κατάσταση της ύλης. Για παράδειγμα, το στερεό νερό (πάγος) αισθάνεται σκληρό και κρύο ενώ το υγρό νερό είναι υγρό και κινητό. Είναι σημαντικό να σημειωθεί, ωστόσο, ότι το νερό είναι ένας πολύ ασυνήθιστος τύπος ύλης: αντί να συρρικνώνεται όταν σχηματίζει μια κρυσταλλική δομή, επεκτείνεται στην πραγματικότητα.

ΕΝΑ στερεός έχει ένα ορισμένο σχήμα και όγκο επειδή τα μόρια που συνθέτουν το στερεό συσκευάζονται στενά μεταξύ τους και κινούνται αργά. Τα στερεά είναι συχνά κρυσταλλικά. Παραδείγματα κρυσταλλικών στερεών περιλαμβάνουν επιτραπέζιο αλάτι, ζάχαρη, διαμάντια και πολλά άλλα ορυκτά. Μερικές φορές σχηματίζονται στερεά όταν ψύχονται υγρά ή αέρια. Ο πάγος είναι ένα παράδειγμα ψυχρού υγρού που έχει γίνει στερεό. Άλλα παραδείγματα στερεών περιλαμβάνουν ξύλο, μέταλλο και βράχο σε θερμοκρασία δωματίου.

ΕΝΑ υγρό έχει ένα καθορισμένος όγκος αλλά παίρνει το σχήμα του δοχείου του. Παραδείγματα υγρών περιλαμβάνουν νερό και λάδι. Τα αέρια μπορεί να υγροποιηθούν όταν κρυώσουν, όπως συμβαίνει με τους υδρατμούς. Αυτό συμβαίνει καθώς τα μόρια στο αέριο επιβραδύνουν και χάνουν ενέργεια. Τα στερεά μπορεί να υγροποιηθούν όταν θερμαίνονται. η λειωμένη λάβα είναι ένα παράδειγμα στερεού βράχου που έχει υγροποιηθεί ως αποτέλεσμα έντονης θερμότητας.

ΕΝΑ αέριο δεν έχει ούτε συγκεκριμένο όγκο ούτε συγκεκριμένο σχήμα. Ορισμένα αέρια είναι ορατά και αισθητά, ενώ άλλα είναι άυλα για τα ανθρώπινα όντα. Παραδείγματα αερίων είναι ο αέρας, το οξυγόνο και το ήλιο. Η ατμόσφαιρα της Γης αποτελείται από αέρια όπως άζωτο, οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα.

Πλάσμα αίματος δεν έχει ούτε συγκεκριμένο όγκο ούτε συγκεκριμένο σχήμα. Το πλάσμα εμφανίζεται συχνά σε ιονισμένα αέρια, αλλά διαφέρει από το αέριο επειδή διαθέτει μοναδικές ιδιότητες. Τα δωρεάν ηλεκτρικά φορτία (δεν συνδέονται με άτομα ή ιόντα) προκαλούν το πλάσμα να είναι ηλεκτρικά αγώγιμο. Το πλάσμα μπορεί να σχηματιστεί με θέρμανση και ιονισμό ενός αερίου. Παραδείγματα πλάσματος περιλαμβάνουν αστέρια, αστραπές, φώτα φθορισμού και σημάδια νέον.