شش حالت ماده به ترتیب عبارتند از:
جامد ، مایع، گاز،پلاسما،اینشتین بوز چگال،فرمیونی چگال.
تا کنون ما در کتابهای درسی علوم با سه شکل ماده آشنا شده ایم:
جامد، مایع و گاز.
ولی این ها تمام حالات ماده نیستند.
انواع مختلف ماده به طور کلی عبارتند از :
جامد، مایع، گاز، پلاسما، ماده چگال بوز – انیشتین
و حالتی که تقریبا به تازگی کشف شده،
یعنی ماده چگال فرمیونی.
همه ما، خصوصیات حالات معمولی
مواد جامد، مایع و گاز را روی زمین میشناسند.
حالت اول - مواد جامد
در برابر تغییر شکل مقاومت میکنند و سفت و شکننده اند .
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 .
جامدات نمیتوانند مانند وضعیتی که حالات مایع و گاز دارند،
آزادانه به اطراف حرکت کنند.
بلکه ، در جامد ، مولکولها در مکانهای خاصی قرار میگیرند
و فقط میتوانند در اطراف این مکانها حرکت نوسانی 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.
حالت دوم - مایعات
جاری میشوند و به سختی متراکم میشوند
و شکل ظرف را به خود میگیرند.
در حالت مایع ، مولکولها بهم نزدیکتر بوده،
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 خوانده میشود که
خود تابعی از شکل ، اندازه مولکولی ، درجه حرارت و فشار میباشد.
بنابراین مایعات حجم معین و شکل نامعینی دارند.
فاصله مولکولها در مایعات در مقایسه با گازها بسیار کم است.
در مایعات ، مولکولها به اطراف خود حرکت میکنند
و به سهولت روی هم میلغزند و راحت جریان (شارش) پیدا میکنند.
مواد مایع با قابلیت شکل پذیری و جریان یافتن در شبکه های ریز ،
کاربردهای زیادی در صنعت پیدا کردهاند.
حالت سوم -گازها
کم چگال ترند و راحت تر متراکم میشوند
و نه تنها شکل ظرف محتوی خود را میگیرند،
بلکه آن قدر منبسط میشوند که کاملا آن را پر کنند.
حالت فیزیکی مواد در شرایط فشار و درجه حرارت طبیعی ، بستگی به
اندازه مولکولی و نیروهای فیمابین آن 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 فیمابین 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 فاصله گرفته باشند.
بنابراین گازها
شکل و حجمشان بستگی به ظرفی دارد که در آن جای دارند.
در حالت گازی ، مولکولها آزادانه به اطراف حرکت کرده
و با یکدیگر و نیز با دیواره ظرف برخورد میکنند.
فاصله مولکولها در حالت گازی در حدود
چند ده برابر فاصله آنها در حالت مایع و جامد است.
اگر در یک ظرف نوشابه پلاستیکی را بسته و آنرا متراکم کنید
و سپس آنرا با آب پر کرده و دوباره سعی کنید که آنرا متراکم کنید،
در حالت اول به علت فاصله زیاد بین مولکولی در گاز ،
متراکم کردن سنگینتر و سختتر صورت میگیرد،
در صورتی که در حالت دوم چنین نیست.
حالت چهارم-پلاسما
چهارمین حالت ماده در سال ١٩٨٧ توسط ویلیام کروکس کشف شد.
کروکس اولین کسی بود که
درباره اثرات الکتریسیته بر گازها تحقیق کرد.
او در آزمایشات خود از ابزاری که لامپ تخلیه نامیده میشود، استفاده کرد.
این لامپ بیشتر به لامپ های مهتابی امروزی شباهت داشت.
او در آزمایشهای خود متوجه شد که
گاز درون لامپ پس از گذشت مدتی،
دیگر مثل قبل رفتار نمیکند و رفتار آن با استفاده از
قوانین گازهای نجیب قابل توجیه نیست.
پس از چندی متوجه شد که با حالت جدیدی از ماده سرو کار دارد.
واژه پلاسما از ریشه یونانی کلمه پلاسین مشتق شد
که به معنی شکل گرفتن و قالب پذیرفتن است.
پلاسما به زبان امروزی چیزی بی شکل است
که میتواند توسط نیروهای خارجی شکل مشخصی پیدا کند و قالب بپذیرد.
در سال ١٩٢٨ دانشمند آمریکایی-لانگ مویر(-١٩۵٧ ١٨٨١)
آزمایشاتی شبیه آزمایشات کروکس انجام داد
و متوجه صحت نظریه کروکس شد.
او از واژه قدیمی پلاسما مفهوم تازه ای آفرید
و حالت چهارم ماده را پلاسما نامید.
حالت چهارم ماده پلاسما شبیه گاز است
و ازاتمهایی تشکیل شده است که تمام
یا تعدادی از الکترونهای 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 میتوان آن را درمیدان مغناطیسی به دام انداخت.
اما درتعریفی کلی از پلاسما باید گفت که؛
پلاسما حالت چهارمی از ماده است که
دانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد
و مجبور شده آن را حالت مستقلی به حساب آورد.
این ماده باماهیت محیط یونیزه، ترکیبی از
یونهای مثبت و الکترون با غلظت معین میباشد
که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است
و حالت پلاسمای مواد ، تقریبا حالت شبه خنثایی دارد.
پدیدههای طبیعی زیادی مانند :
آتش ، خورشید ، ستارگان و غیره
در رده حالت پلاسمایی ماده قرار میگیرند.
پلاسما شبیه به گاز است،
ولی مرکب از ذرات باردارمتحرکی به نام یون است .
یونها به شدت تحت تأثیرنیروها ی الکتریکی و مغناطیسی قرار میگیرند.
مواد طبیعی در حالت پلاسما عبارتند از
انواع شعله ،بخش خارجی جو زمین،اتمسفر ستارگان،
بسیاری از مواد موجود درفضای سحابی
و بخشی ازدم ستاره دنباله داروشفق های قطبی شمالی
که نمایش خیره کنندهای از حالت پلاسمایی ماده است
که درمیدان مغناطیسی جریان مییابد.
:: بازدید از این مطلب : 173
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
عضو شوید
عضویت سریع
آمار
وب سایت:
آمار مطالب
آمار بازدید
