Vi förklarar vad det fasta tillståndet är och vilka är de fysiska egenskaperna hos detta materiatillstånd. Exempel på fasta ämnen.
Vad är det fasta tillståndet?
Ett fast tillstånd kallas en av de fyra väsentliga formerna i vilka materia presenteras, tillsammans med flytande, den soda och den plasmatiska. Dessa former kallas materiaaggregationstillstånd.
Materia i fast tillstånd (eller helt enkelt fasta ämnen) kännetecknas av ett specifikt arrangemang av dess partiklar, baserad på mycket stela och starka länkar, vilket översätts till en mycket väldefinierad fysisk struktur. Detta uppstår på grund av kohesionskrafterna mellan partiklarna, ansvariga för att bibehålla formen och volym solid, och för att ge den en viss hårdhetsmarginal och uthållighet.
Dessa krafter kan dock övervinnas genom fysikaliska fasförändringsprocesser, genom att kunna omvandla ett fast ämne till en vätska eller en gas. Sådana processer kallas:
- Fusion. Fysisk process som består av att ansöka värme till en fast att öka din temperatur tills du kommer till din smältpunkt (temperatur vid vilken den fasta substansen övergår till flytande tillstånd, vid denna temperatur existerar det fasta och vätskan samtidigt i termodynamisk jämvikt). När temperaturen överstiger denna punkt, ökar energin hos det fasta ämnet tillräckligt för att bryta kohesionen mellan dess partiklar och orsakar fasförändringen. Smältning beror också på trycket som det fasta ämnet utsätts för.
- Sublimering. Fysisk process genom vilken ett visst fast ämne går direkt in i gasfasen utan att först passera genom vätskefasen. Detta kan uppnås genom att manipulera temperaturförhållandena och Tryck specifikt för varje fast ämne, så att man undviker att gå igenom vätskefasen innan den når ångan. Ett exempel på detta är sublimeringen av fast jod (I), där en violettfärgad gas produceras.
Fysiska egenskaper i fast tillstånd
Materia i fast tillstånd har följande egenskaper:
- Stelhet. I allmänhet motstår fast material deformation. Till exempel: kinks, kinks, splits. Endast om deras motstånd övervinns ändrar de fasta ämnena form (permanent eller tillfälligt, beroende på deras elasticitet).
- Inkompressibilitet. Till skillnad från gaser och vätskor kan fasta ämnen inte komprimeras, det vill säga deras partiklar kan inte längre vara tillsammans. När de utsätts för extrema tryckkrafter tenderar de istället att spricka eller bryta ner i mindre bitar.
- Hårdhet. I allmänhet är fasta ämnen resistenta mot att penetreras av andra fasta ämnen, även mot att repa deras yta. Detta är känt som hårdhet, den fysiska styrkan mot verkan av andra fasta ämnen. Det svåraste kända ämnet är diamant.
- Bräcklighet. Fasta ämnen kan delas i mindre bitar.
- Elasticitet. I motsats till sprödhet och hårdhet är elasticitet förmågan hos vissa fasta ämnen att genomgå en momentan deformation, under inverkan av en kraft, och sedan återgå till sin ursprungliga form när kraftens verkan har upphört. Elastiska material har ett formminne som gör att de kan återgå till sin tidigare disposition.
- Hög densitet. De flesta fasta ämnen har en densitet relativt hög eftersom partiklarna som utgör dem är mycket nära varandra.
- Smidbarhet. Vissa fasta kroppar har kapacitet att bearbetas genom deformation. På grund av denna egenskap kan tunna ark av ett material erhållas utan att gå sönder.
- Definierad form. Eftersom de är stela har fasta ämnen bestämda former och flyter inte som vätskor och gaser.
Solid state exempel
Några exempel på materia i fast tillstånd är:
- Metallerna. Med enda undantag för kvicksilver (Hg) behåller metaller vid rumstemperatur sin soliditet och hårdhet p.g.a. metalllänkar mellan hans atomer. Men om de får tillräckligt med värme (som i smedjor eller gjuterier), flyter metaller som vätskor och kan ta andra former.
- Isen. Flytande vatten, när det bringas till sin fryspunkt, det vill säga när det dras ut kalorienergi Tills den når 0 ºC kristalliserar den och förvandlas till is, en genomskinlig och fast substans.
- Stenarna. Stenarna som vi hittar på alla vägar är sammansatta av mineraler och kalkhaltiga eller sedimentära element och är det tydligaste exemplet på möjlig soliditet på planeten.
- Betongen. Resultatet av föreningen av material som grus, vatten och cement i pulver, först som en våt pasta och sedan som en extremt hård materia vid torkning, används den dagligen i industri av konstruktionen.
- Benen. Mineraliserad med kalcium som tas från vår kost, benen i vår kropp eller kroppen av någon ryggradsdjur Det är de som ger störst soliditet till kroppen.