Ponekad nazvana četvrtim stanjem materije, plazma se sastoji od ioniziranog plina u kojem jedan ili više elektrona nisu vezani za molekulu ili atom. Možda nikada nećete primijetiti tako egzotičnu tvar, ali svakodnevno se susrećete s krutim tvarima, tekućinama i plinovima. Mnogi čimbenici utječu na to u kojem od ovih stanja materija postoji.
Intermolekularne sile na djelu
Atomi, osnovni gradivni materijali materije, kombiniraju se da bi stvorili molekule poput vode. Intermolekularne sile (IMF) između molekula pomažu u određivanju faze tvari. Kad je MMF slab, tvar je obično plin kada je atmosferski tlak 1 atm (jedinica standardnog atmosferskog tlaka) i temperatura 25 Celzijevih stupnjeva (77 Fahrenheita). Suprotno tome, tvar će vjerojatno biti krutina pri istom tlaku i temperaturi kad je MMF jak.
Čvrste tvari, tekućine, plinovi i čestice
Različite faze materije ponašaju se na jedinstven način. U krutini je privlačnost između čestica veća od njihove energije kretanja - čestice su također bliske. Čestice u tekućinama su blizu, ali njihova energija kretanja i privlačenja približno je ista. Napokon, čestice plina su daleko međusobno i njihova je energija privlačenja manja od energije kretanja.
Fazni prijelazi
Temperatura, tlak i sastav tvari utječu na način na koji mijenja faze. Fazni dijagram prikazuje faze koje različite tvari pretpostavljaju pri različitim temperaturama i tlakovima. Isparavanje, kondenzacija, sublimacija, taloženje, smrzavanje i topljenje neki su od načina na koje se događaju fazne promjene. Isparavanje se događa kada se tekućina pretvori u plin, dok kondenzacija opisuje postupak u kojem se plin pretvara natrag u tekućinu. Kad voda ispari, dolazi do isparavanja, a vodena para se kondenzacijom može vratiti u tekuće stanje. Neke tvari, poput krutog ugljičnog dioksida (suhi led) mogu izravno preći iz čvrstog u plinsko stanje - znanstvenici to nazivaju sublimacijom. Taloženje je suprotan postupak - plin zaobilazi tekuće stanje i mijenja se u krutinu. Zamrzavanje se mijenja iz tekućeg u kruto, a taljenje iz čvrstog u tekuće.
Fazne razlike
Tvar može prelaziti iz tekućine u plin kuhanjem, iz tekućine u krutinu smrzavanjem i iz krute tvari u tekućinu topljenjem. Led, tekuća voda i vodena para mogu se sastojati od istih molekula, ali se razlikuju na nekoliko važnih načina. Na primjer, teško je stlačiti krutinu ili tekućinu u velikom stupnju, ali lako možete stlačiti plin. Tekućine i plinovi poprimaju oblik svojih spremnika, ali krutine ne. Plinovi imaju dodatnu sposobnost širenja kada poprime oblik spremnika i odgovaraju obujmu spremnika.