Агрегатни състояния на веществата. Преминаването на вещество от едно агрегатно състояние в друго
Преход от едно състояние в друго. Подобрение, промяна, модификация, трансформация.
Обсъжданата тук трансформация засяга същност, битиечовек. Ето няколко примера за трансформация: човек с подчертана собственическа натура и пленник на собствените си страхове става свободен човек, трансформирайки своите концепции и вярвания за това какво означава да живееш и да оставиш да живееш. Човек, който отхвърли себе си и видя само недостатъци в себе си, започна да се обича, когато опозна и приеме по-добре същността си. Човек, който се е смятал за жертва, т.е. изтърпялживота си, трансформира вътрешните му нагласи и разбра универсалните закони, благодарение на които той стана майсторживота си и се научих да изграждам собственото си щастие според нуждите си.
Подобни необикновени трансформации не са чудеса, те са достъпни за всеки, който наистина желае да положи необходимите усилия, за да реализира правото си на щастлив живот. Защо за някои хора е толкова трудно да се трансформират? На първо място, защото думата „трансформация“ често означава „неизвестното“, а всичко непознато заплашва с нестабилност и опасност.
Известно е, че хората като цяло предпочитат стабилността, дори когато животът им като цяло е труден и понякога непоносим. За тях е по-лесно да останат в безрадостно, но стабилно състояние, отколкото да предприемат рискована трансформация, която не знае как ще завърши. Затова често се случва човек да премине през трудна ситуация, криза, преди да се убеди, че е време да продължи напред, време е да промени себе си. Впоследствие, въпреки определени трудности, изпитани през периода на трансформация, рядко някой казва, че би искал да се върне. Може да се каже, че е естествено човек да преминава последователно през различните етапи на трансформация.
Трансформацията не е унищожение. Сегашната ситуация на нашата планета (GAIA),може да изплаши някои хора, защото всичко се променя с такава скорост, че те получават впечатлението за рухването на всичко, което са градили толкова дълго; всичко им изглежда нестабилно и краткотрайно. Това не е нищо повече от страх, илюзия на егото. Реалността е съвсем друга. Просто трябва да наблюдавате природата. Чудесен пример за трансформация е пеперудата. Тя напълно променя външния си вид, за да полети към нови хоризонти и да изпита нови преживявания. Ние, разбира се, не сме пеперуди, но природата ни показва, че трансформацията е неразделна част от живота ни и е преход към нещо ново – различно състояние.
Следователно трансформацията е напълно естествена, дори необходима за продължаване на нашата духовна еволюция. Просто трябва да погледнете по-отблизо колко трансформации се случиха около нас през последните години. Някои хора имат чувството, че о-
Те живяха повече от един живот - толкова много прекрасни трансформации се случиха по време на тяхното съществуване.
Има чудесен начин да постигнете трайна и ползотворна трансформация, която не изисква контрол и не причинява страдание: дайте си правото да бъдете това, което сте в действителност, не се съдете и не критикувайте себе си, проявете състрадание към себе си.
Когато някой, например, не приема себе си, защото изпитва гняв, пристрастяване, страх или някакво убеждение, или ако отхвърля себе си, защото физическото му тяло не отговаря на неговите представи, такова отношение на отхвърляне го прави затворник собствено поведение. Неговото ЕГО вярва, че е възможно да се постигне промяна във всичко само ако отхвърлите и изхвърлите всичко нежелано. Егото не знае, че колкото по-упорито отхвърляме нещо, толкова по-силно то се връща. Това обяснява факта, че човек, който не приема тялото си (например, намира го за твърде дебело), не е в състояние да го трансформира по свое желание; а тези, които не приемат собственото си поведение, считайки го за неприемливо, продължават да се държат по същия начин против волята си.
Ето защо, преди да се стремите към трансформация, първо трябва да се приемете такива, каквито сте. Тоест, дайте право на вашите действия и ситуации да заемат полагащото им се място – все пак вие сами сте ги създали, макар и несъзнателно. Всяка ситуация ви носи нещо важно за вашето развитие. Благодарете за ПОЛЗНОСТТА на това, което ви се струва нежелателно: по този начин ще отворите пътя към трансформация, тъй като опитът за това, което не искате и това, което води до неприятни последици за вас, ще ви помогне да определите какво искате.
Междувременно, и това не трябва да се забравя, вашият ВЪТРЕШЕН БОГ знае точно каква е вашата нужда. Може да се случи така, че резултатът от вашата трансформация ще бъде нещо противоположно на това, което сте искали. Трябва да покажете ДОВЕРИЕ и да ОТПУСНЕТЕ СИТУАЦИЯТА. В резултат на чудодейния ефект на безусловното ПРИЕМАНЕ, трансформацията настъпва постепенно. По този начин, като си позволите да имате ограничения, слабости и страхове в различни области от живота си, можете да започнете процеса на истинска трансформация. За предпочитане е междувременно да предприемем конкретни действия на ниво вътрешни нагласи и поведение, за да насочим този процес в желаната посока. Трябва да сте бдителни и да имате искрено желание да се трансформирате, за да подобрите радикално качеството на живота си.
ТРАУР
Загуба, смърт на любим човек. Болка, тъга, причинени от нечия смърт.
Необходим е период на траур, за да се адаптирате към напускането, изчезването на любим човек или материалното богатство. Когато говорим за траур, обикновено имаме предвид нечия СМЪРТ или ЗАГУБА. Ако това е някой близък и много обичан човек, тогава болезнената ни реакция, вътрешното емоционално опустошение, е напълно нормално и човешко. Тези, на които им е твърде трудно да преживеят този период, не знаят, че имат необходимото
ИЗИСКВАНЕ 359
сила да посрещнеш скръбта с ясен ум. Освен това те се нуждаят от време, през което животът ще запълни празнотата, която е възникнала.
Ако периодът на траур и съжаление за починалия се удължи, независимо от възрастта му, няма нищо добро в това. Умирането е част от жизнения цикъл на човешките същества и ние трябва да приемем, че смъртта на човек, дори много млад, означава, че той е живял това, което е трябвало да живее в това тяло и в тази среда, и че това е част от неговия ЖИВОТЕН ПЛАН. Ако БОЛКАТА не отшуми, това трябва да се приеме като послание, че сте прекалено привързани към земните блага и хора. Трябва да се научиш да ПРЕМАХВАШ.
Освен това думата „траур“ се използва в преносен смисъл за обозначаване на период на отказ, отказ от каквото и да било – собственост, идеи, дейности и т.н. Всъщност човек ПРИЕМА факта на окончателната раздяла, обръща страницата на живот и се стреми към нещо друго. Като цяло той осъзнава, че е дошло времето да оставиш едно нещо и да се заемеш с друго и животът продължава. Във всеки случай основното тук е моментът на ПРИЕМАНЕ. След това е по-лесно да се НАСТРОЙИТЕ, АДАПТИРАТЕ към новата фаза от живота.
Най-често се знае за три агрегатни състояния: течно, твърдо, газообразно; понякога си спомнят плазма, по-рядко течни кристали. Наскоро в интернет се разпространи списък от 17 фази на материята, взет от известния () Стивън Фрай. Затова ще ви разкажем по-подробно за тях, защото... трябва да знаете малко повече за материята, макар и само за да разберете по-добре процесите, протичащи във Вселената.
Списъкът с агрегатни състояния на материята, даден по-долу, се увеличава от най-студените състояния до най-горещите и т.н. може да бъде продължено. В същото време трябва да се разбере, че от газообразното състояние (№ 11), най-„некомпресираното“, от двете страни на списъка, степента на компресия на веществото и неговото налягане (с някои резерви за такива неизучени хипотетични състояния като квантови, лъчеви или слабо симетрични) нарастват След текста е показана визуална графика на фазовите преходи на материята.
1. Квантов- състояние на агрегиране на материята, което се постига при спадане на температурата до абсолютната нула, в резултат на което вътрешните връзки изчезват и материята се разпада на свободни кварки.
2. Кондензат на Бозе-Айнщайн- състояние на агрегация на материята, чиято основа са бозони, охладени до температури, близки до абсолютната нула (по-малко от една милионна от градуса над абсолютната нула). В такова силно охладено състояние достатъчно голям брой атоми се оказват в своите минимални възможни квантови състояния и квантовите ефекти започват да се проявяват на макроскопично ниво. Кондензатът на Бозе-Айнщайн (често наричан кондензат на Бозе или просто „бек“) възниква, когато охладите химичен елемент до изключително ниски температури (обикновено точно над абсолютната нула, минус 273 градуса по Целзий). , е теоретичната температура, при която всичко спира да се движи).
Тук започват да се случват напълно странни неща с веществото. Процесите, които обикновено се наблюдават само на атомно ниво, сега се случват в мащаби, достатъчно големи, за да бъдат наблюдавани с просто око. Например, ако поставите „обратно“ в лабораторна чаша и осигурите желаната температура, веществото ще започне да пълзи по стената и в крайна сметка ще излезе само.
Очевидно тук имаме работа с безполезен опит на субстанция да намали собствената си енергия (която вече е на най-ниското от всички възможни нива).
Забавянето на атоми с помощта на охлаждащо оборудване създава уникално квантово състояние, известно като Бозе или Бозе-Айнщайн кондензат. Това явление е предсказано през 1925 г. от А. Айнщайн в резултат на обобщение на работата на С. Бозе, където е построена статистическа механика за частици, вариращи от безмасови фотони до носещи маса атоми (ръкописът на Айнщайн, считан за изгубен, е открит в библиотеката на Лайденския университет през 2005 г.). Усилията на Бозе и Айнщайн доведоха до концепцията на Боуз за газ, обект на статистиката на Бозе-Айнщайн, която описва статистическото разпределение на идентични частици с цяло числово въртене, наречени бозони. Бозоните, които са например отделни елементарни частици - фотони, и цели атоми, могат да бъдат в едни и същи квантови състояния помежду си. Айнщайн предположи, че охлаждането на бозонните атоми до много ниски температури ще ги накара да се трансформират (или, с други думи, кондензират) в най-ниското възможно квантово състояние. Резултатът от такава кондензация ще бъде появата на нова форма на материята.
Този преход се случва под критичната температура, която е за хомогенен триизмерен газ, състоящ се от невзаимодействащи си частици без никакви вътрешни степени на свобода.
3. Фермионен кондензат- агрегатно състояние на вещество, подобно на основата, но различно по структура. Докато се приближават до абсолютната нула, атомите се държат различно в зависимост от големината на техния собствен ъглов момент (спин). Бозоните имат цели числа, докато фермионите имат спинове, кратни на 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Фермионите се подчиняват на принципа на изключване на Паули, който гласи, че няма два фермиона, които да имат едно и също квантово състояние. Няма такава забрана за бозоните и следователно те имат възможност да съществуват в едно квантово състояние и по този начин да образуват така наречения Бозе-Айнщайнов кондензат. Процесът на образуване на този кондензат е отговорен за прехода към свръхпроводящо състояние.
Електроните имат спин 1/2 и следователно се класифицират като фермиони. Те се комбинират в двойки (наречени двойки на Купър), които след това образуват Бозе кондензат.
Американски учени се опитаха да получат вид молекули от фермионни атоми чрез дълбоко охлаждане. Разликата от истинските молекули беше, че нямаше химическа връзка между атомите - те просто се движеха заедно по корелиран начин. Връзката между атомите се оказва дори по-силна, отколкото между електроните в двойките на Купър. Получените двойки фермиони имат общо въртене, което вече не е кратно на 1/2, следователно те вече се държат като бозони и могат да образуват Бозе кондензат с едно квантово състояние. По време на експеримента газ от атоми калий-40 беше охладен до 300 нанокелвина, докато газът беше затворен в така наречения оптичен капан. Тогава беше приложено външно магнитно поле, с помощта на което беше възможно да се промени характерът на взаимодействията между атомите - вместо силно отблъскване започна да се наблюдава силно привличане. Когато се анализира влиянието на магнитното поле, беше възможно да се намери стойност, при която атомите започнаха да се държат като двойки електрони на Купър. На следващия етап от експеримента учените очакват да получат ефекти на свръхпроводимост за фермионния кондензат.
4. Свръхтечно вещество- състояние, при което веществото практически няма вискозитет и по време на потока не изпитва триене с твърда повърхност. Последствието от това е например такъв интересен ефект като пълното спонтанно „изпълзяване“ на свръхфлуидния хелий от съда по стените му срещу силата на гравитацията. Разбира се, тук няма нарушение на закона за запазване на енергията. При липса на сили на триене хелият се въздейства само от силите на гравитацията, силите на междуатомно взаимодействие между хелия и стените на съда и между атомите на хелия. Така че силите на междуатомното взаимодействие надвишават всички останали сили, взети заедно. В резултат на това хелият се стреми да се разпространи възможно най-много върху всички възможни повърхности и следователно „пътува“ по стените на съда. През 1938 г. съветският учен Пьотр Капица доказва, че хелият може да съществува в свръхтечно състояние.
Струва си да се отбележи, че много от необичайните свойства на хелия са известни от доста време. През последните години обаче този химичен елемент ни глези с интересни и неочаквани ефекти. И така, през 2004 г. Моузес Чан и Юн-Сионг Ким от университета в Пенсилвания заинтригуваха научния свят с съобщението, че са успели да получат напълно ново състояние на хелий - свръхфлуидно твърдо вещество. В това състояние някои хелиеви атоми в кристалната решетка могат да текат около други и по този начин хелият може да тече през себе си. Ефектът на "свръхтвърдостта" е теоретично предсказан през 1969 г. И тогава през 2004 г. изглежда имаше експериментално потвърждение. По-късни и много интересни експерименти обаче показаха, че не всичко е толкова просто и може би това тълкуване на явлението, което преди беше прието като свръхтечност на твърдия хелий, е неправилно.
Експериментът на учените, ръководени от Хъмфри Марис от университета Браун в САЩ, беше прост и елегантен. Учените поставиха обърната епруветка в затворен резервоар, съдържащ течен хелий. Те замразиха част от хелия в епруветката и в резервоара по такъв начин, че границата между течност и твърдо вещество вътре в епруветката беше по-висока, отколкото в резервоара. С други думи, в горната част на епруветката имаше течен хелий, в долната част имаше твърд хелий, той плавно премина в твърдата фаза на резервоара, над който се изля малко течен хелий - по-ниско от течния ниво в епруветката. Ако течният хелий започне да изтича през твърд хелий, тогава разликата в нивата ще намалее и тогава можем да говорим за твърд свръхфлуиден хелий. И по принцип в три от 13-те експеримента разликата в нивата действително намалява.
5. Свръхтвърдо вещество- агрегатно състояние, при което материята е прозрачна и може да "тече" като течност, но всъщност е лишена от вискозитет. Такива течности са известни от много години, те се наричат суперфлуиди. Факт е, че ако свръхтечността се разбърква, тя ще циркулира почти вечно, докато нормалната течност в крайна сметка ще се успокои. Първите два суперфлуида са създадени от изследователи, използващи хелий-4 и хелий-3. Те бяха охладени почти до абсолютната нула - минус 273 градуса по Целзий. А от хелий-4 американските учени успяха да получат свръхтвърдо тяло. Те компресираха замръзнал хелий с повече от 60 пъти по-голямо налягане и след това поставиха чашата, пълна с веществото, върху въртящ се диск. При температура от 0,175 градуса по Целзий дискът изведнъж започна да се върти по-свободно, което според учените показва, че хелият се е превърнал в супертяло.
6. Твърди- състояние на агрегиране на вещество, характеризиращо се със стабилност на формата и характера на топлинното движение на атомите, които извършват малки вибрации около равновесни позиции. Стабилното състояние на твърдите тела е кристално. Има твърди тела с йонни, ковалентни, метални и други видове връзки между атомите, което определя разнообразието на техните физични свойства. Електрическите и някои други свойства на твърдите тела се определят главно от естеството на движението на външните електрони на неговите атоми. Въз основа на техните електрически свойства твърдите тела се разделят на диелектрици, полупроводници и метали, а въз основа на техните магнитни свойства - на диамагнитни, парамагнитни и тела с подредена магнитна структура. Изследванията на свойствата на твърдите тела се обединяват в голяма област - физика на твърдото тяло, чието развитие се стимулира от нуждите на технологиите.
7. Аморфно твърдо вещество- кондензирано агрегатно състояние на вещество, характеризиращо се с изотропия на физичните свойства поради неподреденото разположение на атомите и молекулите. В аморфните твърди тела атомите вибрират около произволно разположени точки. За разлика от кристалното състояние, преходът от твърдо аморфно към течно състояние става постепенно. В аморфно състояние са различни вещества: стъкло, смоли, пластмаси и др.
8. Течен кристале специфично агрегатно състояние на вещество, при което то едновременно проявява свойствата на кристал и течност. Веднага трябва да се отбележи, че не всички вещества могат да бъдат в течнокристално състояние. Въпреки това, някои органични вещества със сложни молекули могат да образуват специфично агрегатно състояние - течни кристали. Това състояние възниква, когато кристалите на определени вещества се стопят. При стопяването им се образува течнокристална фаза, която се различава от обикновените течности. Тази фаза съществува в диапазона от температурата на топене на кристала до някаква по-висока температура, при нагряване до която течният кристал се превръща в обикновена течност.
По какво течният кристал се различава от течния и обикновения кристал и по какво си прилича с тях? Подобно на обикновената течност, течният кристал има течливост и приема формата на съда, в който е поставен. По това се различава от познатите на всички кристали. Но въпреки това свойство, което го обединява с течност, той има свойство, характерно за кристалите. Това е подреждането в пространството на молекулите, които образуват кристала. Наистина, това подреждане не е толкова пълно, колкото при обикновените кристали, но въпреки това значително влияе върху свойствата на течните кристали, което ги отличава от обикновените течности. Непълното пространствено подреждане на молекулите, образуващи течен кристал, се проявява във факта, че в течните кристали няма пълен ред в пространственото разположение на центровете на тежестта на молекулите, въпреки че може да има частичен ред. Това означава, че те нямат твърда кристална решетка. Следователно течните кристали, както и обикновените течности, имат свойството течливост.
Задължително свойство на течните кристали, което ги доближава до обикновените кристали, е наличието на ред на пространствена ориентация на молекулите. Този ред в ориентацията може да се прояви, например, във факта, че всички дълги оси на молекули в проба от течен кристал са ориентирани по един и същи начин. Тези молекули трябва да имат продълговата форма. В допълнение към най-простото наименувано подреждане на молекулните оси, в течен кристал може да възникне по-сложен ориентационен ред на молекулите.
В зависимост от вида на подреждането на молекулярните оси течните кристали се разделят на три вида: нематични, смектични и холестерични.
Изследванията върху физиката на течните кристали и техните приложения в момента се извършват на широк фронт във всички най-развити страни на света. Вътрешните изследвания са съсредоточени както в академични, така и в индустриални изследователски институции и имат дълга традиция. Творбите на В.К., завършени през тридесетте години в Ленинград, стават широко известни и признати. Фредерикс към V.N. Цветкова. През последните години бързото изследване на течните кристали доведе до това, че местните изследователи също дадоха значителен принос за развитието на изследването на течните кристали като цяло и по-специално на оптиката на течните кристали. Така произведенията на I.G. Чистякова, А.П. Капустина, С.А. Бразовски, С.А. Пикина, Л.М. Блинов и много други съветски изследователи са широко известни на научната общност и служат като основа за редица ефективни технически приложения на течните кристали.
Съществуването на течните кристали е установено отдавна, а именно през 1888 г., тоест преди почти век. Въпреки че учените са се натъкнали на това състояние на материята преди 1888 г., то е официално открито по-късно.
Първият, който открива течните кристали, е австрийският ботаник Райницер. Докато изучава синтезираното от него ново вещество холестерил бензоат, той открива, че при температура от 145°C кристалите на това вещество се топят, образувайки мътна течност, която силно разсейва светлината. Тъй като нагряването продължава, при достигане на температура от 179°C, течността става бистра, т.е. започва да се държи оптически като обикновена течност, например вода. Холестерил бензоатът показа неочаквани свойства в мътната фаза. Изследвайки тази фаза под поляризационен микроскоп, Reinitzer открива, че тя проявява двойно пречупване. Това означава, че индексът на пречупване на светлината, т.е. скоростта на светлината в тази фаза, зависи от поляризацията.
9. Течност- състояние на агрегиране на вещество, съчетаващо характеристиките на твърдо състояние (запазване на обема, определена якост на опън) и газообразно състояние (променливост на формата). Течностите се характеризират с малък ред в подреждането на частиците (молекули, атоми) и малка разлика в кинетичната енергия на топлинното движение на молекулите и тяхната потенциална енергия на взаимодействие. Топлинното движение на течните молекули се състои от колебания около равновесни позиции и сравнително редки скокове от едно равновесно положение в друго; течливостта на течността е свързана с това.
10. Суперкритична течност(SCF) е състояние на агрегиране на вещество, при което разликата между течната и газовата фаза изчезва. Всяко вещество при температура и налягане над неговата критична точка е суперкритична течност. Свойствата на веществото в свръхкритично състояние са междинни между свойствата му в газова и течна фаза. По този начин SCF има висока плътност, близка до течност, и нисък вискозитет, като газовете. Коефициентът на дифузия в този случай има междинна стойност между течност и газ. Вещества в свръхкритично състояние могат да се използват като заместители на органични разтворители в лабораторни и промишлени процеси. Суперкритичната вода и суперкритичният въглероден диоксид са получили най-голям интерес и разпространение поради определени свойства.
Едно от най-важните свойства на свръхкритичното състояние е способността за разтваряне на вещества. Чрез промяна на температурата или налягането на течността можете да промените нейните свойства в широк диапазон. По този начин е възможно да се получи течност, чиито свойства са близки или до течност, или до газ. По този начин способността за разтваряне на течност се увеличава с увеличаване на плътността (при постоянна температура). Тъй като плътността се увеличава с увеличаване на налягането, промяната на налягането може да повлияе на способността за разтваряне на течността (при постоянна температура). В случай на температура, зависимостта на свойствата на течността е малко по-сложна - при постоянна плътност способността за разтваряне на течността също се увеличава, но близо до критичната точка леко повишаване на температурата може да доведе до рязък спад в плътността и съответно способността за разтваряне. Суперкритичните течности се смесват помежду си без ограничение, така че когато се достигне критичната точка на сместа, системата винаги ще бъде еднофазна. Приблизителната критична температура на бинарна смес може да се изчисли като средноаритметична стойност на критичните параметри на веществата Tc(смес) = (моларна фракция A) x TcA + (моларна фракция B) x TcB.
11. Газообразен- (френски газ, от гръцки хаос - хаос), състояние на агрегация на вещество, при което кинетичната енергия на топлинното движение на неговите частици (молекули, атоми, йони) значително надвишава потенциалната енергия на взаимодействията между тях и следователно частиците се движат свободно, равномерно запълвайки в отсъствието на външни полета целия предоставен му обем.
12. Плазма- (от гръцки плазма - изваян, оформен), състояние на материята, което е йонизиран газ, в който концентрациите на положителни и отрицателни заряди са равни (квазинеутралност). По-голямата част от материята във Вселената е в състояние на плазма: звезди, галактически мъглявини и междузвездна среда. В близост до Земята плазмата съществува под формата на слънчев вятър, магнитосфера и йоносфера. Изследва се високотемпературна плазма (T ~ 106 - 108K) от смес от деутерий и тритий с цел осъществяване на контролиран термоядрен синтез. Нискотемпературната плазма (T Ј 105K) се използва в различни газоразрядни устройства (газови лазери, йонни устройства, MHD генератори, плазматрони, плазмени двигатели и др.), Както и в технологиите (вижте Плазмена металургия, Плазмено пробиване, Плазма технология).
13. Изродена материя— е междинен етап между плазмата и неутрония. Наблюдава се при белите джуджета и играе важна роля в еволюцията на звездите. Когато атомите са подложени на изключително високи температури и налягания, те губят своите електрони (те стават електронен газ). С други думи, те са напълно йонизирани (плазма). Налягането на такъв газ (плазма) се определя от налягането на електроните. Ако плътността е много висока, всички частици се приближават една до друга. Електроните могат да съществуват в състояния със специфични енергии и няма два електрона, които да имат еднаква енергия (освен ако спиновете им не са противоположни). Така в плътен газ всички по-ниски енергийни нива са запълнени с електрони. Такъв газ се нарича изроден. В това състояние електроните проявяват изродено електронно налягане, което противодейства на силите на гравитацията.
14. Неутроний- състояние на агрегиране, в което материята преминава при свръхвисоко налягане, което все още е непостижимо в лабораторията, но съществува вътре в неутронните звезди. При прехода към неутронно състояние електроните на веществото взаимодействат с протоните и се превръщат в неутрони. В резултат на това материята в неутронно състояние се състои изцяло от неутрони и има плътност от порядъка на ядрената. Температурата на веществото не трябва да бъде твърде висока (в енергиен еквивалент не повече от сто MeV).
При силно повишаване на температурата (стотици MeV и повече) различни мезони започват да се раждат и анихилират в неутронно състояние. При по-нататъшно повишаване на температурата настъпва деконфайнмент и веществото преминава в състояние на кварк-глюонна плазма. Тя вече не се състои от адрони, а от постоянно раждащи се и изчезващи кварки и глуони.
15. Кварк-глюонна плазма(хромоплазма) - състояние на агрегиране на материята във физиката на високите енергии и физиката на елементарните частици, при което адронната материя преминава в състояние, подобно на състоянието, в което се намират електрони и йони в обикновената плазма.
Обикновено материята в адроните е в така нареченото безцветно („бяло“) състояние. Тоест кварките с различни цветове взаимно се компенсират. Подобно състояние съществува в обикновената материя - когато всички атоми са електрически неутрални, т.е.
положителните заряди в тях се компенсират от отрицателните. При високи температури може да настъпи йонизация на атомите, при което зарядите се разделят и веществото става, както се казва, „квазинеутрално“. Тоест, целият облак материя като цяло остава неутрален, но отделните му частици престават да бъдат неутрални. Същото нещо, очевидно, може да се случи с адронната материя - при много високи енергии се освобождава цвят и прави субстанцията "квази-безцветна".
Предполага се, че материята на Вселената е била в състояние на кварк-глуонна плазма в първите моменти след Големия взрив. Сега кварк-глюонна плазма може да се образува за кратко време по време на сблъсъци на частици с много високи енергии.
Кварк-глюонната плазма е произведена експериментално в ускорителя RHIC в Националната лаборатория Брукхейвън през 2005 г. Максималната температура на плазмата от 4 трилиона градуса по Целзий е получена там през февруари 2010 г.
16. Странно вещество- състояние на агрегиране, при което материята се компресира до максимални стойности на плътност; може да съществува под формата на „супа от кварк“. Един кубичен сантиметър материя в това състояние ще тежи милиарди тонове; в допълнение, той ще трансформира всяко нормално вещество, с което влезе в контакт, в същата „странна“ форма с освобождаване на значително количество енергия.
Енергията, която може да бъде освободена, когато ядрото на звездата се превърне в "странна материя", ще доведе до свръхмощна експлозия на "кваркова нова" - и, според Лийхи и Уйед, точно това са наблюдавали астрономите през септември 2006 г.
Процесът на образуване на това вещество започна с обикновена свръхнова, в която се превърна масивна звезда. В резултат на първата експлозия се образува неутронна звезда. Но, според Лейхи и Уйед, то не е продължило много дълго - тъй като въртенето му изглежда е забавено от собственото му магнитно поле, то започва да се свива още повече, образувайки бучка от „странна материя“, което води до равномерно по-мощен по време на обикновена експлозия на свръхнова, освобождаването на енергия - и външните слоеве на материята на бившата неутронна звезда, летящи в околното пространство със скорост, близка до скоростта на светлината.
17. Силно симетрично вещество- това е вещество, компресирано до такава степен, че микрочастиците вътре в него се наслояват една върху друга, а самото тяло колабира в черна дупка. Терминът "симетрия" се обяснява по следния начин: Да вземем познатите на всички от училище агрегатни състояния на материята - твърдо, течно, газообразно. За определеност нека разгледаме идеален безкраен кристал като твърдо тяло. Съществува определена, така наречената дискретна симетрия по отношение на трансфера. Това означава, че ако преместите кристалната решетка на разстояние, равно на интервала между два атома, нищо няма да се промени в нея - кристалът ще съвпадне със себе си. Ако кристалът се разтопи, тогава симетрията на получената течност ще бъде различна: тя ще се увеличи. В кристал само точки, отдалечени една от друга на определени разстояния, така наречените възли на кристалната решетка, в които са разположени идентични атоми, са еквивалентни.
Течността е хомогенна по целия си обем, всичките й точки са неразличими една от друга. Това означава, че течностите могат да бъдат изместени на всякакви произволни разстояния (а не само на някакви дискретни, както е в кристала) или завъртени на произволни ъгли (което изобщо не може да се направи в кристалите) и това ще съвпадне със себе си. Степента му на симетрия е по-висока. Газът е още по-симетричен: течността заема определен обем в съда и има асиметрия вътре в съда, където има течност и точки, където я няма. Газът заема целия предоставен му обем и в този смисъл всички негови точки са неразличими една от друга. Все пак тук би било по-правилно да говорим не за точки, а за малки, но макроскопични елементи, тъй като на микроскопично ниво все още има разлики. В някои моменти в даден момент има атоми или молекули, докато в други ги няма. Симетрия се наблюдава само средно, или върху някои макроскопични параметри на обема, или във времето.
Но все още няма моментална симетрия на микроскопично ниво. Ако дадено вещество се компресира много силно, до налягания, които са неприемливи в ежедневието, компресира се така, че атомите се смачкват, черупките им проникват една в друга и ядрата започват да се докосват, възниква симетрия на микроскопично ниво. Всички ядра са идентични и притиснати едно към друго, има не само междуатомни, но и междуядрени разстояния и веществото става хомогенно (странно вещество).
Но има и субмикроскопично ниво. Ядрата са съставени от протони и неутрони, които се движат вътре в ядрото. Между тях също има известно пространство. Ако продължите да компресирате, така че ядрата да бъдат смачкани, нуклоните ще се притиснат плътно един към друг. Тогава на субмикроскопично ниво ще се появи симетрия, която не съществува дори в обикновените ядра.
От казаното може да се различи една съвсем определена тенденция: колкото по-висока е температурата и колкото по-голямо е налягането, толкова по-симетрично става веществото. Въз основа на тези съображения веществото, компресирано до своя максимум, се нарича силно симетрично.
18. Слабо симетрична материя- състояние, противоположно на силно симетричната материя по своите свойства, присъстващо в много ранната Вселена при температура, близка до тази на Планк, може би 10-12 секунди след Големия взрив, когато силните, слабите и електромагнитните сили представляват една суперсила. В това състояние веществото се компресира до такава степен, че масата му се превръща в енергия, която започва да се надува, тоест да се разширява безкрайно. Все още не е възможно да се постигнат енергиите за експериментално получаване на свръхмощност и прехвърляне на материя в тази фаза при земни условия, въпреки че такива опити бяха направени в Големия адронен колайдер за изследване на ранната Вселена. Поради липсата на гравитационно взаимодействие в суперсилата, която образува това вещество, суперсилата не е достатъчно симетрична в сравнение със суперсиметричната сила, съдържаща всичките 4 типа взаимодействия. Следователно това агрегатно състояние получи такова име.
19. Лъчево вещество- това всъщност вече изобщо не е материя, а енергия в нейния чист вид. Но точно това хипотетично агрегатно състояние ще приеме тяло, достигнало скоростта на светлината. Може да се получи и чрез нагряване на тялото до температурата на Планк (1032K), тоест ускоряване на молекулите на веществото до скоростта на светлината. Както следва от теорията на относителността, когато скоростта достигне повече от 0,99 s, масата на тялото започва да расте много по-бързо, отколкото при „нормалното“ ускорение; освен това тялото се удължава, загрява, т.е. излъчват в инфрачервения спектър. При преминаване на прага от 0,999 s тялото се променя радикално и започва бърз фазов преход до състояние на лъч. Както следва от формулата на Айнщайн, взета в нейната цялост, нарастващата маса на крайното вещество се състои от маси, отделени от тялото под формата на топлинно, рентгеново, оптично и друго излъчване, енергията на всяко от които се описва от следващия член във формулата. По този начин тяло, което се доближава до скоростта на светлината, ще започне да излъчва във всички спектри, ще расте на дължина и ще се забавя във времето, изтънявайки до дължината на Планк, тоест при достигане на скорост c тялото ще се превърне в безкрайно дълго и тънък лъч, движещ се със скоростта на светлината и състоящ се от фотони, които нямат дължина, а безкрайната му маса ще бъде напълно преобразувана в енергия. Следователно такова вещество се нарича лъч.
>>Физика: Агрегатни състояния на материята
През зимата водата на повърхността на езерата и реките замръзва, превръщайки се в лед. Под леда водата остава течна. Има две различни неща, които съществуват тук едновременно. агрегатно състояниевода - твърда (лед) и течна (вода). Има и трето агрегатно състояние на водата – газообразно: във въздуха около нас се намират невидими водни пари.
За всяко вещество съществуват различни агрегатни състояния. Тези състояния се различават едно от друго не по молекули, а по това как тези молекули са разположени и как се движат. Характеристиките на подреждането на молекулите в различни състояния на агрегация на едно и също вещество - вода - са илюстрирани на фигура 76.
При определени условия веществата могат да преминават от едно състояние в друго. Всички възможни трансформации в този случай са показани на фигура 77. Буквите T, F и G показват съответно твърдо, течно и газообразно състояние на веществото; стрелките показват посоката, в която протича определен процес.
Общо има шест процеса, при които възникват агрегатни трансформации на материята. 
Преминаването на веществото от твърдо (кристално) състояние в течност се нарича топене кристализацияили закаляване. Пример за топене е топенето на лед; обратният процес се случва, когато водата замръзне.
Преминаването на веществото от течно в газообразно състояние се нарича изпаряване, се нарича обратният процес кондензация(от латинската дума "condensation" - уплътняване, удебеляване). Пример за изпаряване е изпаряването на вода; кондензация може да се наблюдава по време на образуването на роса.
Преминаването на вещество от твърдо в газообразно състояние (заобикаляйки течността) се нарича сублимация(от латинската дума “sublimo” - повдигам) или сублимация, се нарича обратният процес десублимация. Например, графитът може да се нагрее до хиляда, две хиляди и дори три хиляди градуса и въпреки това няма да се превърне в течност: той ще сублимира, тоест веднага ще премине от твърдо състояние в газообразно състояние. Така нареченият „сух лед“ (твърд въглероден окис CO 2), който може да се види в контейнери за съхранение и транспортиране на сладолед, също веднага преминава в газообразно състояние (заобикаляйки течното). Всички миризми, притежавани от твърди вещества (например нафталин), също се причиняват от сублимация: когато молекулите излитат от твърдо вещество, те образуват газ (или пара) над него, което причинява усещането за миризма.
Пример за десублимация е образуването на шарки от ледени кристали по прозорците през зимата. Тези красиви шарки са резултат от десублимация на водни пари във въздуха.
Преходите на материята от едно агрегатно състояние в друго играят важна роля не само в природата, но и в технологиите. Например, превръщайки водата в пара, можем след това да я използваме в парни турбини в електроцентрали. Чрез топенето на метали във фабрики, ние получаваме възможност да произвеждаме различни сплави от тях: стомана, чугун, месинг и др. За да разберете всички тези процеси, трябва да знаете какво се случва с веществото, когато се променя агрегатното му състояние и при какво условия тази промяна е възможна. Това ще бъде обсъдено в следващите параграфи.
1. Назовете трите състояния на материята. 2. Избройте всички възможни процеси, при които дадено вещество преминава от едно агрегатно състояние в друго. 3. Дайте примери за сублимация и десублимация. 4. Какви практически приложения на агрегатните трансформации знаете? 5. Коя буква (a, b или c) на фигура 76 показва твърдото състояние на водата, течността и газообразното състояние?
Изпратено от читатели от интернет сайтове
Пълен списък с теми по клас, отговори на тестове, календарен план по училищната програма по физика, курсове и задачи по физика за 8 клас, готови домашни и решения, цялата физика онлайн
Съдържание на урока бележки към уроците и поддържаща рамка презентация на уроци интерактивни технологии ускорител методи на преподаване Практикувайте тестове, тестване онлайн задачи и упражнения домашни семинари и обучения въпроси за дискусии в клас Илюстрации видео и аудио материали снимки, картинки, графики, таблици, диаграми, комикси, притчи, поговорки, кръстословици, анекдоти, вицове, цитати Добавки резюмета измамни листове съвети за любопитните статии (MAN) литература основен и допълнителен речник на термините Подобряване на учебниците и уроците коригиране на грешки в учебника, замяна на остарели знания с нови Само за учители календарни планове програми за обучение методически препоръкиВсяко тяло може да бъде в различно агрегатно състояние при определена температура и налягане – в твърдо, течно, газообразно и плазмено състояние.
Преходът от едно агрегатно състояние към друго става при условие, че нагряването на тялото отвън става по-бързо от охлаждането му. И обратно, ако охлаждането на тялото отвън става по-бързо от нагряването на тялото поради вътрешната му енергия.
При преминаване към друго състояние на агрегиране веществото остава същото, същите молекули ще останат, само тяхното относително разположение, скорост на движение и сили на взаимодействие помежду си ще се променят.
Тези. промяната във вътрешната енергия на частиците на тялото го прехвърля от една фаза на състоянието в друга. Освен това това състояние може да се поддържа в широк температурен диапазон на външната среда.
При промяна на агрегатното състояние е необходимо определено количество енергия. И по време на процеса на преход енергията се изразходва не за промяна на телесната температура, а за промяна на вътрешната енергия на тялото.
Нека покажем на графиката зависимостта на телесната температура T (при постоянно налягане) от количеството топлина Q, доставена на тялото по време на прехода от едно състояние на агрегиране в друго.
Да разгледаме тяло с маса м, който е в твърдо състояние при температура Т 1.
Тялото не преминава веднага от едно състояние в друго. Първо, необходима е енергия за промяна на вътрешната енергия, а това отнема време. Скоростта на преход зависи от масата на тялото и неговия топлинен капацитет.
Да започнем да загряваме тялото. С помощта на формули можете да го напишете така:
Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)
Тялото трябва да абсорбира толкова много топлина, за да се загрее от температура Т1 до Т2.
Преход от твърдо към течно
По-нататък при критичната температура Т2, която е различна за всяко тяло, междумолекулните връзки започват да се разпадат и тялото преминава в друго агрегатно състояние - течно, т.е. междумолекулните връзки отслабват, молекулите започват да се движат с по-голяма амплитуда, по-голяма скорост и по-голяма кинетична енергия. Следователно температурата на едно и също тяло в течно състояние е по-висока, отколкото в твърдо състояние.
За да премине цялото тяло от твърдо в течно състояние, е необходимо време за натрупване на вътрешна енергия. По това време цялата енергия отива не за нагряване на тялото, а за разрушаване на стари междумолекулни връзки и създаване на нови. Необходимо количество енергия:
λ - специфична топлина на топене и кристализация на вещество в J/kg, различна за всяко вещество.
След като цялото тяло премине в течно състояние, тази течност отново започва да се нагрява по формулата: Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].
Преминаване на тялото от течно в газообразно състояние
Когато се достигне нова критична температура T 3, започва нов процес на преход от течност към пара. За да преминете по-нататък от течност към пара, трябва да изразходвате енергия:
r е специфичната топлина на образуване на газ и кондензация на вещество в J/kg, различно за всяко вещество.
Имайте предвид, че е възможен преход от твърдо състояние към газообразно състояние, заобикаляйки течната фаза. Този процес се нарича сублимация, а неговият обратен процес е десублимация.
Преминаване на тялото от газообразно състояние в плазмено състояние
плазма- частично или напълно йонизиран газ, в който плътностите на положителните и отрицателните заряди са почти еднакви.
Плазмата обикновено се появява при високи температури, от няколко хиляди °C и повече. Въз основа на метода на образуване се разграничават два вида плазма: термична, която възниква при нагряване на газа до високи температури, и газообразна, която се образува при електрически разряди в газова среда.
Този процес е много сложен и има просто описание и не е постижим за нас в ежедневни условия. Затова няма да се спираме подробно на този въпрос.
природни обекти и системи) - качествени и количествени характеристики на много от техните функционални и интегративни реални и потенциални възможности, много от техните характеристики, параметри в пространството и времето (виж, например, стационарно състояние).
Отлично определение
Непълна дефиниция ↓
ДЪРЖАВА
набор от основни параметри и характеристики на обект, явление или процес в определен момент (или интервал) от време. Съществуването на този обект, явление или процес се явява като разгръщане, последователна промяна на неговите състояния. Понятието държава има изключително широко приложение. Така те говорят за газообразното състояние на веществото, състоянието на движение на тялото, болното състояние на човек, състоянието на морала в обществото и т.н.
Концепцията е особено важна за характеризиране на динамични системи. Явява се като внедряване в определен момент от време на параметри (свойства), които определят поведението и развитието на системата. Законите на системната динамика са законите на взаимовръзката на състоянията във времето. Връзката на състоянията обикновено се характеризира като израз на принципа на причинно-следствената връзка: някакво първоначално състояние на системата, в комбинация с външни въздействия, които системата изпитва в разглеждания период от време, е причината за нейните последващи състояния. Концепцията за състояние е централна за изучаването на промените, движението и развитието на обекти и системи. Решаването на конкретни изследователски проблеми се основава, от една страна, на познаването и прилагането на съответните закони, а от друга, на определяне на началните условия. „Светът е много сложен“, отбеляза Е. Вигнер, „и човешкият ум очевидно не е в състояние да го разбере напълно. Ето защо човекът измисли изкуствена техника - да хвърли вината за сложната природа на света върху това, което обикновено се нарича случайно - и т.н. успя да идентифицира област, която може да бъде описана с помощта на прости модели. Сложностите се наричат начални условия, а това, което се абстрахира от случайното, се нарича закони на природата. Колкото и изкуствено да изглежда подобно разделение на света при най-безпристрастен подход и дори въпреки факта, че възможността за неговото прилагане има своите граници, абстракцията, залегнала в основата на подобно разделение, е една от най-плодотворните идеи, издигнати от човешки ум. Именно тя направи възможно създаването на естествените науки” (Wigner E. Etudes on symmetry. M., 1971, p. 9). Задаването на началните условия по същество е задаване на определено начално състояние на изследваната система, което е необходимо за нейния по-нататъшен анализ.
При определяне на първоначалното (началното) състояние е необходимо да се вземат предвид законите на взаимовръзките на параметрите на системата, чието наличие води до факта, че за описание на първоначалното състояние е необходимо да се зададат стойностите само на независими параметри. Трябва обаче да се има предвид, че съществуват и субординация, йерархични зависимости между параметрите на системите. За да се опишат състоянията на особено сложни, многостепенни системи, е необходимо да се уточни структурата и структурните характеристики. По този начин в статистическите системи състоянията се определят не чрез уточняване на характеристиките на отделни елементи или отделни състояния на всеки елемент, а на езика на вероятностните разпределения - чрез характеристика на типа, вида на разпределенията. В сложните системи състоянията се дефинират въз основа на по-общи характеристики, които се отнасят до по-високи нива на организация на системата. По този начин идеите за състоянията са свързани с анализа на дълбоките свойства на изследваните системи.
Понятието състояние е едно от ключовите за характеризиране на нелинейни системи и взаимодействия. Свойствата на нелинейните системи зависят от тяхното състояние. Тяхната най-важна характеристика е нарушаването на принципа на суперпозицията: резултатът от едно от въздействията в присъствието на друго не е същият, какъвто би бил, ако това друго влияние отсъстваше. С други думи, адитивността на причините води до адитивността на ефектите. В нелинейните системи общият резултат от редица въздействия върху системата (нейното крайно състояние) се определя не от простото сумиране на наличните въздействия, но и от тяхното взаимно влияние. Почти всички физически системи са нелинейни; Това е още по-характерно за химичните, биологичните и социалните системи, които се характеризират с качествени трансформации. Поведението на системите с нарастването на тяхната сложност все повече се определя от вътрешната им динамика, която поражда процеси на самоорганизация. Състоянията на системите се променят под въздействието не само на външни влияния, но и по вътрешни причини. Акцентът върху тези вътрешни основи се отразява във факта, че основното внимание започва да се обръща на такива концепции и идеи като нестабилност, неравновесие, необратимост, самоподсилващи се процеси, бифуркации, многовариантни пътища на промяна и развитие.
Отлично определение
Непълна дефиниция ↓
Зареждане...