Zustand der Materie gegen Phase der Materie
In der Physik kann etwas, das eine Ruhemasse hat, als eine Sache betrachtet werden; Es ist eine Substanz im Universum. Es können entweder die kleinsten Teilchen mit Masse oder die größten Sterne im Universum sein. Die Materie, um die es uns geht, besteht nur aus 4,6% des Universums, und der Rest der Masse liegt in noch nicht nachweisbaren Formen.
Wie Energie kann auch Materie in vielen Formen existieren. Diese Formen werden als Materiezustände bezeichnet. Innerhalb eines Materiezustands können Atome und Moleküle unterschiedliche Konfigurationen annehmen. Diese werden als Phasen bezeichnet.
Was ist die Phase der Materie?
Der homogene Teil eines heterogenen Systems, der durch eine unterscheidbare Grenze getrennt ist, wird als Phase bezeichnet. Es bezieht sich im Allgemeinen auf ein Volumen im Raum, in dem alle Eigenschaften der Materie einheitlich und die physikalischen Eigenschaften unterschiedlich sind.
Betrachten Sie beispielsweise das Innere eines Wasserkochers, wenn Wasser kocht. Wasser (die Flüssigkeit) nimmt den unteren Bereich des Kessels ein und ist durch die Wände des Kessels und die obere Wasseroberfläche getrennt. In dieser Region sind die chemischen und physikalischen Eigenschaften einheitlich. Unmittelbar über der Wasseroberfläche ist der Bereich mit Dampf-Luft-Gemisch gefüllt. Auch in dieser Region bilden die Wände des Kessels und die Wasseroberfläche eine unterscheidbare Grenze, und die Eigenschaften in der gesamten Region können als einheitlich angesehen werden. In diesem Fall ist kochendes Wasser eine Phase und das Dampf-Luft-Gemisch ist eine Phase. Dieses System kann also als Zweiphasensystem betrachtet werden. Betrachten Sie Wasser und Benzin in eine transparente Flasche gegossen. Dies ist auch ein Zweiphasensystem, bei dem die beiden Flüssigkeiten durch einen Rand klar voneinander getrennt sind.
Die Untersuchung der Phasen der Materie ist wichtig, um die physikalischen Eigenschaften eines Stoffes nach Transformationen zu bestimmen. Während der Prozesse können Phasenübergänge auftreten und die Übergänge können durch ein Phasendiagramm dargestellt werden. Das Phasendiagramm ist ein Diagramm, das zeigt, wie unterschiedliche Phasen unter verschiedenen Gleichgewichtsbedingungen auftreten können. Wenn die Zusammensetzung eines Mehrphasensystems unverändert bleibt, spricht man von einem Phasengleichgewicht.
Was ist der Stand der Materie?
Die unterschiedlichen Formen, die die Materie in verschiedenen Phasen annehmen kann, werden als Materiezustand betrachtet. Drei klassische Materiezustände sind fest, flüssig und gasförmig.
In Festkörpern und Flüssigkeiten sind die intermolekularen Kräfte stark und werden als kondensierte Zustände betrachtet. Feststoffe haben die stärksten intermolekularen Kräfte; Daher wird die Struktur durch diese Kräfte fest zusammengehalten. Daher ändert sich die Form eines Festkörpers nicht.
In Flüssigkeiten sind die intermolekularen Kräfte relativ schwach; Daher werden sie mäßig zusammengehalten. Und die Moleküle können aneinander vorbeigleiten, aber die Kräfte sind stark genug, um sie nicht entkommen zu lassen. In Gasen sind die intermolekularen Kräfte so schwach, dass sie sehr leicht zusammengehalten werden. Und sie können aneinander vorbeigleiten und das Volumen, in das sie eingelegt sind, vollständig einnehmen.
Materie ändert ihren Zustand in Abhängigkeit von ihrem inneren Energieniveau und der Temperatur, die ein Indikator für die innere Energie ist. Bei höheren Temperaturen sind die Schwingungen in den Molekülen so stark, dass sie mit intermolekularen Kräften konkurrieren, um sich aus den Bindungen zu lösen. In Festkörpern ist die innere Energie geringer, und wenn die innere Energie auf einem bestimmten Niveau erhöht wird, lösen sich die Bindungen und das feste Eis wird flüssig. Bei einem weiteren Anstieg der inneren Energie / Temperatur wandelt sich Flüssigkeit in ein Gas um.
Plasma wird auch als physikalischer Zustand der Materie betrachtet, in dem die Elektronen des Gases abgestreift werden und sowohl Elektronen als auch Kerne sehr hohe Energieniveaus aufweisen. Der größte Teil der Materie im Universum liegt in dieser Form vor; in den riesigen Wolken zwischen Sternen, die als interstellare Wolken bezeichnet werden, und in den Sternen, wo die erzeugte Wärme sie in Plasma verwandelt.
Glas- und Flüssigkristalle werden in der Physik auch als getrennte Zustände betrachtet. Und bei sehr niedrigen Temperaturen bilden Materie unterschiedliche Zustände wie Superfluide und Bose-Einstein-Kondensate. In extremen Fällen werden die Schwarzen Löcher auch als ein anderer Materiezustand angesehen, dessen genaue physikalische Eigenschaften wir nicht kennen.
Was ist der Unterschied zwischen dem Zustand der Materie und der Phase der Materie?
• Eine Phase ist eine Region mit einheitlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften, die durch unterscheidbare Grenzen getrennt ist.
• Materiezustände sind die Formen, in denen verschiedene Phasen existieren können. Fest, flüssig und gasförmig sind die häufigsten Materiezustände auf der Erde.
• In einem Materiezustand können viele Formen von Phasen existieren. Betrachten Sie zum Beispiel die Flasche mit Benzin und Wasser. Beide befinden sich in flüssigem Zustand, jedoch in unterschiedlichen Phasen. Das gleiche Konzept kann auf Feststoffe angewendet werden, obwohl die Gase dazu neigen, dies zu verletzen, jedoch nicht explizit.
