재료는 고체, 액체 및 기체 형태입니다. 이러한 각 형태는 물질의 단계로 알려져 있습니다. 각 단계에서 물질의 입자는 매우 다르게 행동합니다. 물질은 상전이라고 알려진 것을 통해 한 단계에서 다른 단계로 바뀔 수 있습니다. 이러한 상전이는 주로 온도 변화의 결과입니다.
고체
물질이 고체 상태 일 때 분자는 단단히 결합됩니다. 솔리드의 모양과 부피는 일반적으로 고정됩니다. 입자를 서로 끌어 당기는 힘은 고체에서 특히 강하여 특정 위치에서 서로 가깝게 유지합니다. 이것은 고체가 부서 지거나 압축되는 것을 방지하는 데 도움이됩니다. 고체 물질의 밀도는 낮은 온도에서 증가합니다. 온도가 낮을수록 입자의 진동이 약해져서 입자가 더 단단해집니다. 고체는 결정체로 분류 될 수 있으며 입자는 기하학적 패턴으로 단단히 배열되어 있거나 비정질 고체로 분류 될 수 있습니다. 점토와 같은 무정형 고체의 결정은 더 느슨하고 무작위로 배열되어 재료의 모양을 변경할 수 있습니다.
액체
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액체 상태에서 물질을 구성하는 입자는 더 자유롭게 움직입니다. 이 운동은 열 에너지를 얻는 입자를 통해 이루어집니다. 액체의 모양은 용기의 모양에 따라 결정됩니다. 액체의 입자가 고체의 입자만큼 단단히 결합되지는 않지만 액체 물질은 압축 할 수 없습니다. 액체 입자는 고체 입자보다 에너지가 더 많으며 다른 입자와 특정 거리 내에서만 이동할 수 있습니다. 그들을 느슨하게 묶어주는 매력의 힘이 여전히 존재합니다. 입자는 액체에서 더 멀리 떨어져 있기 때문에 액체상의 물질 부피는 고체상의 부피보다 큽니다.
가스
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가스의 모양과 부피는 용기의 모양과 부피에 의해 결정됩니다. 그러나 고체와 달리 용기에 뚜껑이 없으면 가스가 빠져 나갈 것입니다. 가스의 입자는 이동의 자유도가 높으며 정렬 된 배열이 없습니다. 이는 이러한 입자를 서로 끌어 당기는 힘이 약하거나 기체 상태에 없기 때문입니다. 가스 입자는 많은 운동 에너지를 가지고 있으며, 이는 입자가 이동하고 서로 부딪 힐 때 입자 사이를 지속적으로 통과합니다.
전이
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상전이는 온도 변화로 인해 발생하지만 대기압에도 영향을받습니다. 고체는 녹는 점까지 가열되면 액체가되며, 여기서 열은 입자에 구조를 풀고 액체가 될 수있는 충분한 에너지를 제공합니다. 끓는점에서 열은 액체 표면의 입자가 구조를 빠져 나가 기화하여 기체로 공기 중으로 이동하기에 충분한 에너지를 액체에 제공합니다. 낮은 대기압으로 인해 액체가 더 낮은 온도에서 끓을 수 있습니다. 가스가 액체가 되려면 입자가 에너지를 잃고 응축 될 수있을만큼 충분히 냉각되어야합니다. 액체 형태를 유지할 수있을만큼 단단히 결합을 형성합니다. 액체가 고체가 되려면 입자가 매우 적은 에너지를 가지고 매우 단단한 결합에 의해 함께 당겨 지도록 얼어 야합니다.