Maddenin Hali ve Maddenin Evresi
Fizikte durgun kütlesi olan bir şey madde olarak kabul edilebilir; evrendeki bir maddedir. Kütlesi olan en küçük parçacıklar veya evrendeki en büyük yıldızlar olabilir. Evrenin sadece %4,6'sını oluşturduğu ve kütlenin geri kalanının henüz tespit edilemeyen formlarda olduğu konusunda endişelendiğimiz madde.
Enerji gibi, madde de birçok biçimde var olabilir. Bu formlar maddenin halleri olarak bilinir. Maddenin bir durumunda, atomlar ve moleküller farklı konfigürasyonlar alabilir. Bunlar aşamalar olarak bilinir.
Maddenin Evresi Nedir?
Ayırt edilebilir bir sınırla ayrılmış heterojen bir sistemin homojen parçasına faz denir. Genellikle, maddenin tüm özelliklerinin tek tip ve fiziksel özelliklerinin farklı olduğu uzayda bir hacmi ifade eder.
Örneğin, su kaynarken bir su ısıtıcısının içini düşünün. Su (sıvı), su ısıtıcısının alt alanını kaplar ve su ısıtıcısının duvarları ve üst su yüzeyi ile ayrılır. Ve bu bölge boyunca kimyasal ve fiziksel özellikler tekdüzedir. Su yüzeyinin hemen üzerindeki alan, buhar ve hava karışımı ile doldurulur. Bu bölgede de kazanın duvarları ve su yüzeyi ayırt edilebilir bir sınır oluşturur ve bölge genelindeki özellikler tek tip olarak kabul edilebilir. Bu durumda kaynar su bir fazdır ve buhar hava karışımı bir fazdır. Dolayısıyla bu sistem iki fazlı bir sistem olarak düşünülebilir. Şeffaf bir şişeye dökülen su ve benzini düşünün. Bu aynı zamanda iki sıvının açıkça bir kenar boşluğu ile ayrıldığı iki fazlı bir sistemdir.
Maddenin hallerinin araştırılması, bir maddenin dönüşümlerden sonraki fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde önemlidir. İşlemler sırasında faz geçişleri meydana gelebilir ve geçişler bir faz diyagramı ile gösterilebilir. Faz diyagramı, farklı denge koşullarında farklı fazların nasıl oluşabileceğini gösteren bir grafiktir. Çok fazlı bir sistemin bileşimi değişmeden kaldığında, faz dengesinde olduğu söylenir.
Maddenin Durumu Nedir?
Maddenin farklı evrelerde alabileceği farklı biçimler, maddenin bir hali olarak kabul edilir. Maddenin üç klasik hali katı, sıvı ve gazdır.
Katılarda ve sıvılarda moleküller arası kuvvetler güçlüdür ve yoğunlaştırılmış haller olarak kabul edilir. Katılar en güçlü moleküller arası kuvvetlere sahiptir; bu nedenle yapı bu kuvvetler tarafından sıkıca bir arada tutulur. Bu nedenle, bir katının şekli değişmez.
Sıvılarda moleküller arası kuvvetler nispeten zayıftır; bu nedenle, orta derecede bir arada tutulurlar. Ve moleküller birbirlerinin üzerinden kayabilir, ancak kuvvetler onların kaçmasına izin vermeyecek kadar güçlüdür. Gazlarda, moleküller arası kuvvetler, bir arada çok hafif tutuldukları bir seviyede zayıftır. Ve birbirlerinin yanından kayabilirler ve yerleştirildikleri hacmi tamamen kaplayabilirler.
Madde, iç enerji düzeyine ve iç enerjisinin bir göstergesi olan sıcaklığa bağlı olarak hal değiştirir. Daha yüksek sıcaklıkta, moleküllerdeki titreşimler, bağlardan kurtulmak için moleküller arası kuvvetlerle rekabet edecek kadar güçlüdür. Katılarda iç enerji daha düşüktür ve iç enerji belirli bir seviyede arttığında bağlar gevşer ve katı buz sıvı hale gelir. İç enerji/sıcaklığın daha da artmasıyla sıvı gaza dönüşecektir.
Plazma, gazın elektronlarının soyulduğu ve hem elektronların hem de çekirdeklerin çok yüksek enerji seviyelerinde olduğu maddenin fiziksel hali olarak da kabul edilir. Evrendeki maddenin çoğu bu formdadır; yıldızlararası bulutlar denilen yıldızlar arasındaki uçsuz bucaksız bulutlarda ve üretilen ısının onları plazmaya dönüştürdüğü yıldızlarda.
Cam ve sıvı kristaller de fizikte ayrı durumlar olarak kabul edilir. Ve çok düşük sıcaklıklarda madde, süperakışkanlar ve Bose-Einstein yoğunlaşmaları olarak farklı haller oluşturur. Aşırı durumlarda, kara delikler de maddenin fiziksel özelliklerini tam olarak bilmediğimiz başka bir hal olarak kabul edilir.
Maddenin Hali ile Maddenin Evresi arasındaki fark nedir?
• Bir faz, tek tip kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip ve ayırt edilebilir sınırlarla ayrılmış bir bölgedir.
• Maddenin halleri, içinde farklı fazların bulunabileceği biçimlerdir. Katı, sıvı ve gaz, maddenin dünyadaki en yaygın halleridir.
• Maddenin bir halinde, birçok faz formu var olabilir. Örneğin, içinde benzin ve su bulunan şişeyi ele alalım. Her ikisi de sıvı haldedir, ancak farklı fazlardadır. Gazlar bunu açıkça ihlal etmese de aynı kavram katılara da uygulanabilir.
