Selitämme, mikä kiinteä tila on ja mitkä ovat tämän aineen fysikaaliset ominaisuudet. Esimerkkejä kiinteistä aineista.
Mikä on kiinteä tila?
Kiinteää tilaa kutsutaan yhdeksi neljästä olennaisesta muodosta, jossa aine esitetään, yhdessä aineen kanssa nestettä, sooda ja plasmallinen. Näitä muotoja kutsutaan aineiden aggregaatiotilat.
Kiinteässä tilassa olevalle aineelle (tai yksinkertaisesti kiintoaineelle) on ominaista sen erityinen järjestely hiukkasia, joka perustuu erittäin jäykkään ja vahvoihin linkkeihin, mikä tarkoittaa hyvin määriteltyä fyysistä rakennetta. Tämä johtuu hiukkasten välisistä koheesiovoimista, jotka ovat vastuussa muodon ja hiukkasten säilyttämisestä äänenvoimakkuutta kiinteä, ja antaa sille tietty kovuusmarginaali ja kestävyyttä.
Nämä voimat voidaan kuitenkin voittaa fysikaalisilla faasimuutosprosesseilla, jolloin kiinteä aine voidaan muuttaa nesteeksi tai kaasuksi. Tällaisia prosesseja kutsutaan:
- Fuusio. Fyysinen prosessi, joka koostuu soveltamisesta lämpöä kiinteäksi lisätäksesi lämpötila kunnes pääset luoksesi sulamispiste (lämpötila, jossa kiinteä aine siirtyy nestemäiseen tilaan, tässä lämpötilassa kiinteä aine ja neste ovat rinnakkain termodynaamisessa tasapainossa). Kun lämpötila ylittää tämän pisteen, kiinteän aineen energia kasvaa tarpeeksi rikkoakseen hiukkasten välisen koheesion ja aiheuttaa faasimuutoksen. Sulaminen riippuu myös paineesta, jolle kiinteä aine altistetaan.
- Sublimaatio. Fysikaalinen prosessi, jossa tietty kiinteä aine siirtyy suoraan kaasufaasiin kulkematta ensin nestefaasin läpi. Tämä voidaan saavuttaa manipuloimalla lämpötilaolosuhteita ja Paine erityisesti jokaiselle kiinteälle aineelle, jolloin vältetään nestefaasin läpikulku ennen höyryn saavuttamista. Esimerkki tästä on kiinteän jodin (I) sublimaatio, jossa syntyy violetinväristä kaasua.
Kiinteän olomuodon fysikaaliset ominaisuudet
Kiinteässä tilassa olevalla aineella on seuraavat ominaisuudet:
- Jäykkyys. Yleensä kiinteä aine vastustaa muodonmuutoksia. Esimerkiksi: mutka, mutka, halkeama. Vain jos niiden vastus voitetaan, kiinteät aineet muuttavat muotoaan (pysyvästi tai tilapäisesti, riippuen niiden elastisuudesta).
- Kokoonpuristumattomuus. Toisin kuin kaasut ja nesteet, kiinteitä aineita ei voida puristaa kokoon, eli niiden hiukkaset eivät voi enää olla yhdessä. Sen sijaan äärimmäisten puristusvoimien kohdistuessa niillä on taipumus murtua tai hajota pienemmiksi paloiksi.
- Kovuus. Yleensä kiinteät aineet kestävät muiden kiinteiden aineiden tunkeutumista niihin, jopa pintansa naarmuuntumista. Tätä kutsutaan kovuudeksi, fyysiseksi vahvuudeksi muiden kiinteiden aineiden toimintaa vastaan. Vaikein tunnettu aine on timantti.
- Hauraus. Kiinteät aineet voidaan pilkkoa pienemmiksi paloiksi.
- Elastisuus. Toisin kuin hauraus ja kovuus, elastisuus on tiettyjen kiinteiden aineiden kykyä muuttaa hetkellisesti voiman vaikutuksesta ja palata sitten alkuperäiseen muotoonsa, kun mainitun voiman vaikutus on päättynyt. Elastisilla materiaaleilla on muotomuisti, jonka avulla ne voivat palata entiseen asentoonsa.
- Korkea tiheys. Useimmilla kiinteillä aineilla on a tiheys suhteellisen korkea, koska ne muodostavat hiukkaset ovat hyvin lähellä toisiaan.
- Muokattavuus. Jotkut kiinteät kappaleet pystyvät työstämään muodonmuutosta. Tämän ominaisuuden ansiosta voidaan saada ohuita materiaalilevyjä rikkoutumatta.
- Määritelty muoto. Jäykkyinä kiinteillä aineilla on määrätty muoto, eivätkä ne virtaa kuten nesteet ja kaasut.
Esimerkkejä solid-state
Joitakin esimerkkejä kiinteässä olomuodossa olevista aineista ovat:
- Metallit. Elohopeaa (Hg) lukuun ottamatta metallit säilyttävät kiinteytensä ja kovuutensa huoneenlämpötilassa. metalliset linkit hänen välillään atomeja. Kuitenkin, jos niille annetaan riittävästi lämpöä (kuten takomoissa tai valimoissa), metallit virtaavat kuin nesteet ja voivat saada muita muotoja.
- Jää. Nestemäinen vesi, kun se saatetaan jäätymispisteeseensä, eli kun se vedetään pois kalorienergiaa Kunnes saavuttaa 0 ºC, se kiteytyy ja muuttuu jääksi, läpinäkyväksi ja kiinteäksi aineeksi.
- Kivet. Mineraaleista ja kalkkipitoisista tai sedimenttiaineista koostuvat kivet, joita löydämme miltä tahansa tieltä, ovat selkein esimerkki planeetan mahdollisesta lujuudesta.
- Betoni. Seuraus materiaalien, kuten soran, veden ja sementin yhdistelmästä jauheena, ensin märkänä tahnana ja sitten erittäin kovana aineena kuivattaessa, sitä käytetään päivittäin ala rakentamisesta.
- Luut. Mineralisoitu kalsiumilla, joka on otettu ruokavaliostamme, kehomme luista tai minkä tahansa kehon kehosta selkärankainen eläin Ne antavat keholle suurimman kiinteyden.