私たちの周りの 物質 （または物質）を観察すると、それらの多くがさまざまな形で自然界に現れていることがわかります。そして、それらが現れるこれらのさまざまな方法は、地球上の生命の存在にとって、そして私たちの惑星と宇宙のダイナミクスにとって重要です。したがって、これらの特性がどのように発生するかを理解し、それらを数学的に表現できることは、私たちの周りや宇宙全体で何が起こっているのかを理解するために非常に重要になります。そしてそれが私たちがここでやりたいと思っていることです。
この記事の内容
物理的状態または物質の状態
物理的状態は 、物質が自然界で存在する方法です。通常、物質の 5 つの状態、つまり固体、液体、気体、プラズマ、ボース アインシュタイン凝縮が考慮されます。それぞれについて少し見てみましょう。
- 固体: 微視的には、原子は比較的固定された位置 (粒子の速度が遅いかゼロ) を持ち、その結果、巨視的に定義された形状と体積が生じます。
- 液体: 微視的には原子にはある程度の自由な動きがあるため、巨視的には一定の体積を持ちますが、形状は変化します。
- 気体: ここでは物質は (微視的に) 激しく動きますが、定義された形状や体積を持ちません。
- プラズマ : 気体の温度が非常に高く、物質の原子間の結合エネルギーを超えると発生します。
- ボース・アインシュタイン凝縮: 低 密度 のガスがほぼ 絶対零度 まで冷却されると発生します。
プラズマとボース アインシュタイン凝縮は両方とも自然界では巨視的には見られないため、物質の他の状態に焦点を当てます。
物理的状態の変化
物質の状態は、圧力、温度、またはその両方の変化によって常に変化します (相転移または物理的状態の変化とも呼ばれます)。彼らです：
- 融合 ： 固体から液体への変化。
- 固化 ： 液体から固体への変化。
- 気化 : 液体が気体に変化すること。
- 凝縮 または液化: 気体が液体に変化すること。
- 昇華 ： 固体から気体への変化。
- 再昇華 ： 気体から固体への変化。
状態図
相図は、物質の状態間の変化を表すグラフです。これにより、温度と圧力が物理的状態の変化に (直接的に) どのように関係しているかを視覚化できます。相図の例とそれを解釈する方法を見てみましょう。
- 液体領域: どの温度と圧力の条件が液体の状態を最も安定させ、その結果支配的な状態にするかを示します。
- 蒸気領域: どの温度と圧力の条件が気体状態を最も安定させる (優勢な) のかを示します。
- 固体領域: どの温度と 圧力 条件が固体状態を支配的かつ最も安定にするかを示します。
- 溶融/凝固曲線 。ここは固体状態と液体状態の間の領域です。つまり、その上で物質はこれら 2 つの状態になります。
- 昇華/再昇華曲線: 固体状態と気体状態の間の領域。この曲線では、物質の固体状態と気体状態がわかります。
- 蒸発/凝縮曲線: 液体状態と気体状態の間の線。その上には、液体と気体の状態の物質が存在します。
- トリプルポイント。 その中で、液体、固体、気体の状態が同時に存在するために必要な温度と圧力の条件が得られます。
- 臨界点です。 ここで気体の状態を制限します。つまり、そこから物質は気体に変化します。
参考文献:
バンダーレイ、バーニャート。ムニス、セルジオ。 物質の状態と相転移。 物質の構造、理学士コース、USP/UNIVESP。第8章。 < https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1919247/mod_resource/content/5/T3_Capitulo8_v1.2.pdf > から入手できます。アクセス日: 2021 年 12 月 15 日。 2012年に出版されました。
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