Іноді називається четвертим станом речовини, плазма складається з іонізованого газу, в якому один або кілька електронів не пов'язані з молекулою чи атомом. Ви ніколи не можете спостерігати таку екзотичну речовину, але щодня ви стикаєтесь із твердими речовинами, рідинами та газами. Багато факторів впливають на те, в якому з цих станів існує матерія.
Міжмолекулярні сили на роботі
Атоми, основні будівельні блоки речовини, об’єднуються, утворюючи такі молекули, як вода. Міжмолекулярні сили (МВФ) між молекулами допомагають визначити фазу речовини. Коли МВФ слабкий, речовина зазвичай є газом, коли атмосферний тиск дорівнює 1 атм (одиниця стандартного атмосферного тиску) і температура становить 25 градусів Цельсія (77 Фаренгейта). І навпаки, речовина, ймовірно, буде твердою речовиною при тому самому тиску та температурі, коли МВФ сильний.
Тверді речовини, рідини, гази та частинки
Різні фази речовини поводяться по-своєму. У твердому тілі тяжіння між частинками більше, ніж їх енергія руху - частинки також знаходяться близько. Частинки в рідинах знаходяться близько, але енергія їх руху та притягання приблизно однакова. Нарешті, частинки газу знаходяться далеко один від одного, і їх енергія притягання менша за енергію руху.
Фазові переходи
Температура, тиск і склад речовини впливають на спосіб зміни фаз. Фазова діаграма показує фази, які різні речовини приймають при різних температурах і тисках. Випаровування, конденсація, сублімація, осадження, заморожування та плавлення є одними із способів фазових змін. Випаровування відбувається, коли рідина перетворюється на газ, тоді як конденсація описує процес, при якому газ знову перетворюється на рідину. Коли вода випаровується, відбувається випаровування, і водяна пара може повернутися до рідкого стану шляхом конденсації. Деякі речовини, такі як твердий вуглекислий газ (сухий лід), можуть переходити безпосередньо з твердого стану в газовий - вчені називають це сублімацією. Осадження відбувається навпаки - газ обходить рідкий стан і перетворюється на твердий. Заморожування змінюється від рідкого до твердого, а плавлення - від твердого до рідкого.
Фазові відмінності
Речовина може переходити від рідини до газу кип’ятінням, від рідини до твердої речовини заморожуванням та від твердої речовини до рідини плавленням. Лід, рідка вода та водяна пара можуть складатися з одних і тих же молекул, але вони відрізняються кількома важливими способами. Наприклад, важко стиснути тверду речовину або рідину у значній мірі, але ви можете легко стиснути газ. Рідини та гази набувають форми своїх контейнерів, а тверді - ні. Гази мають додаткову здатність розширюватися, коли приймають форму контейнера і відповідають обсягу контейнера.