Plazma, která se někdy nazývá čtvrtý stav hmoty, sestává z ionizovaného plynu, přičemž jeden nebo více elektronů není vázáno na molekulu nebo atom. Možná nikdy nebudete pozorovat takovou exotickou látku, ale denně se setkáte s pevnými látkami, tekutinami a plyny. Mnoho faktorů ovlivňuje, ve kterém z těchto stavů hmota existuje.
Mezimolekulární síly v práci
Atomy, základní stavební kameny hmoty, se spojí a vytvoří molekuly, jako je voda. Mezimolekulární síly (IMF) mezi molekulami pomáhají určovat fázi látky. Když je IMF slabý, je látkou obvykle plyn, když je atmosférický tlak 1 atm (jednotka standardního atmosférického tlaku) a teplota je 25 stupňů Celsia (77 Fahrenheita). Naopak, látka bude pravděpodobně pevná při stejném tlaku a teplotě, když je MMF silný.
Pevné látky, kapaliny, plyny a částice
Různé fáze hmoty se chovají jedinečnými způsoby. V tělese je přitažlivost mezi částicemi větší než jejich energie pohybu - částice jsou také blízko. Částice v kapalinách jsou blízké, ale jejich energie pohybu a přitažlivosti jsou přibližně stejné. Konečně jsou částice plynu daleko od sebe a jejich energie přitažlivosti je menší než jejich energie pohybu.
Fázové přechody
Teplota, tlak a složení látky ovlivňují způsob, jakým mění fáze. Fázový diagram ukazuje fáze, které různé látky předpokládají při různých teplotách a tlacích. Odpařování, kondenzace, sublimace, depozice, zmrazování a tavení jsou některé ze způsobů, jak dochází k fázovým změnám. K odpařování dochází, když se kapalina změní na plyn, zatímco kondenzace popisuje proces, při kterém se plyn změní zpět na kapalinu. Když se voda odpaří, dojde k odpařování a vodní pára se může kondenzací vrátit do kapalného stavu. Některé látky, jako je pevný oxid uhličitý (suchý led), mohou přecházet přímo z pevného stavu do plynného - vědci tomu říkají sublimace. Depozice je opačný proces - plyn obchází kapalný stav a mění se na pevnou látku. Zmrazení se mění z kapaliny na pevnou látku a tání se mění z pevné látky na kapalinu.
Fázové rozdíly
Látka může přecházet z kapaliny na plyn varem, z kapaliny na pevnou látku zmrazením a z pevné látky na kapalinu tavením. Led, kapalná voda a vodní pára se mohou skládat ze stejných molekul, ale liší se několika důležitými způsoby. Například je těžké do značné míry stlačit pevnou látku nebo kapalinu, ale snadno můžete stlačit plyn. Kapaliny a plyny nabývají tvaru svých nádob, ale pevné látky nikoli. Plyny mají další schopnost expandovat, když předpokládají tvar kontejneru a odpovídají objemu kontejneru.