Материйн төлөв байдал ба материйн үе шат
Физикийн хувьд тайван масстай зүйлийг матери гэж үзэж болно; энэ бол орчлон ертөнц дэх бодис юм. Энэ нь масстай хамгийн жижиг бөөмс эсвэл орчлон ертөнцийн хамгийн том од байж болно. Бидний санаа зовоож буй асуудал бол орчлон ертөнцийн ердөө 4.6%-ийг бүрдүүлдэг ба үлдсэн масс нь хараахан үл мэдэгдэх хэлбэрээр оршдог.
Эрчим хүчний нэгэн адил матери мөн олон хэлбэрээр оршин байж болно. Эдгээр хэлбэрийг материйн төлөв гэж нэрлэдэг. Материйн төлөвт атом ба молекулууд өөр өөр тохиргоотой байж болно. Эдгээрийг үе шат гэж нэрлэдэг.
Материйн үе шат гэж юу вэ?
Ялгах боломжтой хилээр тусгаарлагдсан нэг төрлийн бус системийн нэгэн төрлийн хэсгийг фаз гэж нэрлэдэг. Энэ нь ерөнхийдөө материйн бүх шинж чанар нь жигд, физик шинж чанар нь ялгаатай сансар огторгуйн эзлэхүүнийг хэлдэг.
Жишээ нь ус буцалгах үед данхны дотор талыг авч үзье. Ус (шингэн) нь данхны доод хэсгийг эзэлдэг бөгөөд данхны хана болон усны дээд гадаргуугаар тусгаарлагдсан байдаг. Мөн энэ бүс нутагт химийн болон физик шинж чанар нь жигд байна. Усны гадаргуугаас дээш хэсэг нь уур, агаарын хольцоор дүүрдэг. Энэ бүс нутагт мөн данхны хана, усны гадаргуу нь ялгагдах хил хязгаарыг бий болгодог бөгөөд бүх бүс нутгийн шинж чанаруудыг жигд гэж үзэж болно. Энэ тохиолдолд буцалж буй ус нь нэг үе шат, уурын агаарын хольц нь нэг үе шат юм. Тэгэхээр энэ системийг хоёр фазын систем гэж үзэж болно. Ус, бензинийг ил тод саванд хийнэ гэж бодъё. Энэ нь мөн хоёр фазын систем бөгөөд хоёр шингэн нь тодорхой зайгаар тусгаарлагдсан байдаг.
Бодисын үе шатыг судлах нь бодисын өөрчлөлтийн дараах физик шинж чанарыг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой. Процессын явцад фазын шилжилт үүсч болох ба шилжилтийг фазын диаграмаар дүрсэлж болно. Фазын диаграмм нь янз бүрийн тэнцвэрийн нөхцөлд өөр өөр үе шатууд хэрхэн тохиолдож болохыг харуулсан график юм. Олон фазын системийн найрлага өөрчлөгдөөгүй хэвээр байвал түүнийг фазын тэнцвэрт байдалд байна гэж хэлнэ.
Материйн төлөв гэж юу вэ?
Материйн янз бүрийн үе шатанд авч болох тодорхой хэлбэрүүдийг материйн төлөв гэж үзнэ. Бодисын гурван сонгодог төлөв нь хатуу, шингэн, хий юм.
Хатуу болон шингэнд молекул хоорондын хүч хүчтэй байдаг ба тэдгээрийг конденсацсан төлөвт тооцдог. Хатуу биетүүд молекул хоорондын хамгийн хүчтэй хүчтэй байдаг; тиймээс бүтэц нь эдгээр хүчний нөлөөгөөр нягт бэхлэгдсэн байдаг. Тиймээс хатуу биетийн хэлбэр өөрчлөгддөггүй.
Шингэнд молекул хоорондын хүч харьцангуй сул байдаг; тиймийн тул, тэд дунд зэрэг хамт байна. Мөн молекулууд бие биенийхээ хажуугаар гулсаж болох боловч хүч нь тэднийг зугтахыг зөвшөөрөхгүй байх хангалттай хүчтэй байдаг. Хийн хувьд молекул хоорондын хүч нь маш бага зэрэг баригдсан түвшинд сул байдаг. Тэд бие биенийхээ хажуугаар гулсаж, оруулсан дууны хэмжээгээ бүрэн эзлэх боломжтой.
Матери нь дотоод энергийн түвшин болон температураас хамааран төлөвийг өөрчилдөг нь дотоод энергийн үзүүлэлт юм. Илүү өндөр температурт молекул дахь чичиргээ нь хүчтэй байдаг тул тэдгээр нь молекул хоорондын хүчнүүдтэй өрсөлдөж, холбооноос салах болно. Хатуу биетийн дотоод энерги бага байдаг ба дотоод энерги тодорхой түвшинд нэмэгдэхэд холбоосууд суларч, хатуу мөс шингэн болно. Дотоод энерги/температур нэмэгдэх тусам шингэн нь хий болж хувирна.
Сийвэнг мөн хийн электронууд задарч, электрон болон цөм хоёулаа маш өндөр энергийн түвшинд байдаг материйн физик төлөвт тооцогддог. Орчлон ертөнцийн ихэнх матери ийм хэлбэртэй байдаг; Од хоорондын үүл гэж нэрлэгддэг уудам үүлнүүд болон үүссэн дулаан нь тэдгээрийг плазм болгон хувиргадаг одод.
Шил болон шингэн талстыг физикт мөн тусдаа төлөв гэж үздэг. Мөн маш бага температурт бодис нь хэт шингэн ба Бозе-Эйнштейний конденсат хэлбэрээр өөр өөр төлөвийг үүсгэдэг. Хэт их тохиолдолд хар нүхийг мөн материйн өөр нэг төлөв гэж үздэг бөгөөд тэдгээрийн яг физик шинж чанарыг нь бид мэдэхгүй.
Материйн төлөв ба материйн фазын ялгаа нь юу вэ?
• Фаз нь химийн болон физикийн шинж чанар нь ижил бөгөөд ялгагдах хилээр тусгаарлагдсан бүс нутаг юм.
• Материйн төлөв байдал нь янз бүрийн үе шатууд оршин тогтнох хэлбэр юм. Хатуу, шингэн ба хий нь дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисын төлөв юм.
• Материйн нэг төлөвт фазын олон хэлбэр байж болно. Жишээлбэл, бензин, устай савыг авч үзье. Аль аль нь шингэн төлөвт байгаа боловч өөр өөр үе шаттай. Үүнтэй ижил ойлголтыг хатуу биетүүдэд хэрэглэж болно, гэхдээ хий нь үүнийг зөрчих хандлагатай боловч тодорхой бус.
