Kiinteä tila
Selitämme sinulle, mikä on kiinteä tila ja mitkä ovat tämän aineen fysikaaliset ominaisuudet. Esimerkkejä kiintoaineista.
Mikä on solid-state?
Sitä kutsutaan kiinteäksi tilaksi yhdeksi neljästä välttämättömästä tavasta, jolla aine esitetään, yhdessä nestemäisen, kaasumaisen ja plasmaattisen kanssa. Näitä muotoja kutsutaan aineen aggregoitumisen tiloiksi.
Kiinteässä muodossa olevalle (tai yksinkertaisesti kiinteälle) aineelle on tunnusomaista sen hiukkasten erityinen järjestely, joka perustuu erittäin jäykkiin ja vahvoihin linkkeihin, mikä johtaa hyvin määriteltyyn fysikaaliseen rakenteeseen . Mainitut hiukkasten väliset koheesiovoimat pitävät kiinteän muodon ja tilavuuden vakaana ja antavat sille tietyn kovuus- ja lujuusmarginaalin.
Nämä voimat voidaan kuitenkin voittaa fyysisillä vaiheenvaihtomenetelmillä, jotka pystyvät muuttamaan kiinteän aineen nesteeksi tai kaasuksi ja jotka ovat:
- Sulautumista. Se koostuu kiinteän aineen lämpötilan nostamisesta, kunnes se saavuttaa maksimiarvon, jonka se pystyy absorboimaan (jota kutsutaan sulamispisteeksi), josta ylimääräinen energia voittaa hiukkasten välisen yhteyden, jolloin ne liikkuvat nopeammin ja rikkovat vakaan tilansa ja virtaavat sitten neste.
- Sublimaatio. Tietyt kiinteät aineet voidaan muuttaa kaasuiksi suoraan, ensin käymättä läpi nestemäisen tilan, jos lämpöä lisätään ja riittävät paineolosuhteet käsitellään. Näin tapahtuu esimerkiksi jään kanssa hyvin kylmissä ja kuivissa paikoissa niin, että vesi nousee.
Katso myös: Ainetilat.
Kiinteän tilan fysikaaliset ominaisuudet
Kiinteällä aineella on seuraavat perusominaisuudet:
- Yhteenkuuluvuus. Vaikka kiintoaineiden kemiallinen luonne on identtinen niiden nestemäisten ja kaasumaisten versioiden kanssa, niiden hiukkaset ovat lähellä toisiaan, pitäen paikallaan erittäin vahvoja sidoksia, joita kutsutaan koheesiovoimiksi. Tästä syystä sarjalla on selkeä muoto, selkeät rajat ja oma määrä.
- Jäykkyyttä. Kiinteä aine vastustaa yleensä muodonmuutosta: taipumia, taipumia, rakoja, jopa jatkuvien voimien, kuten painon tai painovoiman, läsnäollessa. Vain jos tällainen vastus ylitetään, kiinteät aineet muuttavat muotoaan (pysyvästi tai väliaikaisesti niiden elastisuudesta riippuen).
- Kokoonpuristumattomuus. Toisin kuin kaasut ja nesteet, kiinteitä aineita ei voida enää puristaa, ts. Niiden hiukkaset eivät voi enää olla yhdessä. Sen sijaan alttiina voimakkaille puristusvoimille niillä on taipumus murtua tai hajota pienemmiksi kappaleiksi.
- Sitkeys. Yleensä kiintoaineet kestävät muiden kiinteiden aineiden tunkeutumista, vaikka niiden pinta olisi naarmuuntunut. Tätä kutsutaan kovuudeksi, fysikaaliseksi lujuudeksi muiden kiinteiden aineiden vaikutusta vastaan. Vaikein tunnettu asia on timantti.
- Kimmoisuutta. Vastoin haurautta ja kovuutta, joustavuus on, että tietyt kiinteät aineet voivat hetkellisesti muodonmuuttua voiman vaikutuksesta ja palata sitten alkuperäiseen muotoonsa valmistuksen jälkeen sellainen voima. Joustavilla materiaaleilla on muisti, jonka avulla ne voivat palata aiempaan asemaansa.
Esimerkkejä solid-state-olosuhteista
Joitakin esimerkkejä kiinteässä tilassa olevasta aineesta ovat:
- Metallit . Ainoa elohopeaa (Hg) lukuun ottamatta metallit huoneenlämpötilassa säilyttävät lujuutensa ja kovuutensa, mikä on niiden atomien välisten metallisidosten tuote. Metallit virtaavat kuitenkin kuten nesteet ja ne voivat muodostaa muita muotoja, koska lämpöä on riittävästi, kuten takomoissa tai valimoissa.
- Jäätä. Nestemäinen vesi, kun se viedään jäätymispisteeseen, ts. Kun kalorienergia poistetaan, kunnes se on 0 ° C, se kiteytyy ja muuttuu jääksi, läpinäkyvä ja kiinteä aine.
- Kivet Mistä tahansa polusta löydetyt kivit koostuvat mineraaleista ja kalkkipitoisista tai sedimenttielementteistä, mikä on selkein esimerkki maapallon mahdollisesta kiinteydestä. Monien olisi mahdotonta saada ne virtaamaan nestemäisinä.
- Betoni Materiaalien, kuten soran, veden ja sementtijauheen, yhdistymisen tuloksia käytetään ensin märkäpastana ja sitten erittäin kovana materiaalina kuivauksen aikana päivittäin rakennusteollisuudessa.
- Luita. Mineralisoituneena ruokavaliostamme otetulla kalsiumilla kehon tai minkä tahansa selkärankaisten eläimen kehon luut ovat ne, jotka tarjoavat keholle suurimman kiinteyden ja suojaavat sitä kovuuden ja jäykkyyden kautta ulkomaailman vaikutuksilta.
