כל שינוי במצב החומר קשור למטמורפוזות של טמפרטורה, לחץ. ניתן לייצג חומר אחד במצבי הצבירה הבאים: מוצק, נוזלי, גז.
שימו לב שככל שהמעבר מתקדם, לא נצפה שינוי בהרכב החומר. המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב מוצק מלווה רק בשינוי בכוחות האינטראקציה הבין-מולקולרית, סידור המולקולות. הטרנספורמציה ממצב אחד לאחר נקראת מעבר פאזה.
נמס
תהליך זה כולל הפיכה של מוצק לנוזל. לצורך יישומו, יש צורך בטמפרטורה מוגברת.
לדוגמה, אפשר לצפות במצב כזה של חומר בטבע. הפיזיקה מסבירה בקלות את תהליך הפשרת פתיתי שלג תחת פעולת קרני האביב. גבישי קרח קטנים שהם חלק מהשלג, לאחר חימום האוויר לאפס, מתחילים להתמוטט. ההתכה מתרחשת בהדרגה. ראשית, הקרח סופג אנרגיית חום. כשהטמפרטורה משתנה, מתרחשת ההמרה המוחלטת של קרח למים נוזליים.
זה מלווה בעלייה משמעותית במהירות של חלקיקים, אנרגיה תרמית, עלייהאנרגיה פנימית.
לאחר שמגיעים לאינדקס, הנקרא נקודת ההתכה, יש שבר במבנה המוצק. למולקולות יש יותר חופש, הן "קופצות", תופסות עמדות שונות. לחומר המותך יש יותר אנרגיה מהמצב המוצק.
טמפרטורת ריפוי
המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב מוצק מתבצע בערך טמפרטורה מסוים. אם חום מוסר מהגוף, אז הוא קופא (מתגבש).
טמפרטורת הריפוי נחשבת לאחד המאפיינים החשובים ביותר.
קריסטליזציה
המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב מוצק נקרא התגבשות. כאשר העברת החום לנוזל נפסקת, הטמפרטורה יורדת לערך מסוים. מעבר פאזה של חומר ממצב נוזלי למצב מוצק בפיזיקה נקרא התגבשות. כאשר בוחנים חומר שאינו מכיל זיהומים, נקודת ההיתוך מתאימה לאינדקס ההתגבשות.
שני התהליכים נמשכים בהדרגה. תהליך ההתגבשות מלווה בירידה באנרגיה הקינטית הממוצעת של המולקולות הכלולות בנוזל. כוחות המשיכה, שבגללם מוחזקים החלקיקים בסדר קפדני, הטבועים במוצקים, מתגברים. לאחר שהחלקיקים ירכשו סידור מסודר, ייווצר גביש.
מצב הצבירה הוא הצורה הפיזית של חומר, המוצגת בסוג מסויםטווח לחצים וטמפרטורות. הוא מאופיין בתכונות כמותיות המשתנות במרווחים נבחרים:
- היכולת של חומר לשנות צורה ונפח;
- העדר (נוכחות) של סדר לטווח ארוך או קצר.
תהליך ההתגבשות קשור לאנטרופיה, אנרגיה חופשית, צפיפות וכמויות פיזיקליות אחרות.
בנוסף לנוזלים, מוצקים, צורות גזים, משתחרר מצב צבירה נוסף - פלזמה. גזים יכולים לעבור לתוכו במקרה של עלייה בטמפרטורה בלחץ קבוע.
הגבולות בין מצבי החומר השונים אינם תמיד נוקשים. הפיזיקה אישרה את קיומם של גופים אמורפיים המסוגלים לשמור על מבנה של נוזל עם מעט נזילות. לגבישים נוזליים יש את היכולת לקטב את הקרינה האלקטרומגנטית שעוברת דרכם.
מסקנה
כדי לתאר מצבים שונים בפיזיקה, משתמשים בהגדרה של שלב תרמודינמי. תופעות קריטיות הן מצבים המתארים את הפיכתו של שלב אחד לאחר. גופים מוצקים נבדלים על ידי שימור מיקומם הממוצע לאורך תקופה ארוכה. הם יבצעו תנודות קלות (עם משרעת מינימלית) סביב מיקום שיווי המשקל. לגבישים יש צורה מסוימת, שתשתנה כשהיא נכנסת למצב נוזלי. מידע על טמפרטורות רתיחה (התכה) מאפשר לפיסיקאים להשתמש במעברים ממצב צבירה אחד למשנהומטרות מעשיות.
