คุณสมบัติของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

บางครั้งเรียกว่าสถานะที่สี่ของสสาร พลาสมาประกอบด้วยก๊าซไอออไนซ์ ซึ่งอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปไม่ถูกผูกมัดกับโมเลกุลหรืออะตอม คุณอาจไม่เคยสังเกตเห็นสารแปลกปลอมดังกล่าว แต่คุณต้องเผชิญกับของแข็ง ของเหลว และก๊าซทุกวัน มีหลายปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อสถานะเหล่านี้

อะตอม ซึ่งเป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานของสสาร รวมกันเพื่อสร้างโมเลกุล เช่น น้ำ แรงระหว่างโมเลกุล (IMF) ระหว่างโมเลกุลช่วยกำหนดเฟสของสาร เมื่อ IMF อ่อนแอ สารมักจะเป็นก๊าซเมื่อความดันบรรยากาศอยู่ที่ 1 atm (หน่วยของความดันบรรยากาศมาตรฐาน) และอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส (77 องศาฟาเรนไฮต์) ในทางกลับกัน สารอาจเป็นของแข็งที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากันเมื่อ IMF มีความเข้มข้น

ระยะต่างๆ ของสสารมีพฤติกรรมเฉพาะตัว ในของแข็ง แรงดึงดูดระหว่างอนุภาคมีค่ามากกว่าพลังงานของการเคลื่อนที่ อนุภาคก็อยู่ใกล้เช่นกัน อนุภาคในของเหลวอยู่ใกล้กัน แต่พลังงานของการเคลื่อนที่และการดึงดูดของพวกมันมีค่าเท่ากัน ในที่สุด อนุภาคก๊าซก็อยู่ห่างกัน และพลังงานดึงดูดน้อยกว่าพลังงานของการเคลื่อนที่

อุณหภูมิ ความดัน และองค์ประกอบของสารส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงเฟส แผนภาพเฟสแสดงเฟสที่สารต่างๆ สันนิษฐานที่อุณหภูมิและความดันต่างๆ การกลายเป็นไอ การควบแน่น การระเหิด การทับถม การเยือกแข็ง และการหลอมเหลว เป็นวิธีการบางส่วนที่การเปลี่ยนแปลงเฟส การกลายเป็นไอเกิดขึ้นเมื่อของเหลวกลายเป็นก๊าซ ในขณะที่การควบแน่นจะอธิบายถึงกระบวนการที่ก๊าซจะเปลี่ยนกลับเป็นของเหลว เมื่อน้ำระเหย จะเกิดการกลายเป็นไอ และไอน้ำสามารถกลับสู่สถานะของเหลวได้โดยการควบแน่น สารบางชนิด เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง (น้ำแข็งแห้ง) สามารถผ่านจากสถานะของแข็งไปยังสถานะก๊าซได้โดยตรง นักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่าการระเหิด การสะสมเป็นกระบวนการที่ตรงกันข้าม - ก๊าซจะผ่านสถานะของเหลวและเปลี่ยนเป็นของแข็ง การแช่แข็งจะเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็ง และการหลอมจะเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว

สารอาจเปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซโดยการต้ม จากของเหลวเป็นของแข็งโดยการแช่แข็ง และจากของแข็งเป็นของเหลวโดยการหลอมละลาย น้ำแข็ง น้ำของเหลว และไอน้ำอาจประกอบด้วยโมเลกุลเดียวกัน แต่ต่างกันในวิธีที่สำคัญหลายประการ ตัวอย่างเช่น เป็นการยากที่จะบีบอัดของแข็งหรือของเหลวให้อยู่ในระดับมาก แต่คุณสามารถบีบอัดก๊าซได้อย่างง่ายดาย ของเหลวและก๊าซมีรูปร่างเหมือนภาชนะ แต่ของแข็งไม่เป็นเช่นนั้น ก๊าซมีความสามารถเพิ่มเติมในการขยายเมื่อถือว่ารูปร่างของภาชนะและตรงกับปริมาตรของภาชนะ