Estados agregados de sustancias. La transición de una sustancia de un estado de agregación a otro.
Transición de un estado a otro. Mejora, cambio, modificación, transformación.
La transformación que aquí se analiza se refiere esencia, ser persona. A continuación se muestran algunos ejemplos de transformación: una persona de marcado carácter posesivo y prisionera de sus propios miedos se convierte en una persona libre, transformando sus conceptos y creencias sobre lo que significa vivir y dejar vivir. Un hombre que se rechazó a sí mismo y sólo vio defectos en sí mismo comenzó a amarse a sí mismo cuando mejor llegó a conocer y aceptar su esencia. Una persona que se consideraba víctima, es decir, soportado su vida, transformó sus actitudes internas y comprendió las leyes universales, gracias a las cuales se convirtió maestro mi vida y aprendí a construir mi propia felicidad según mis necesidades.
Estas transformaciones extraordinarias no son milagros; están al alcance de cualquiera que esté verdaderamente dispuesto a hacer el esfuerzo necesario para realizar su derecho a vivir una vida feliz. ¿Por qué a algunas personas les resulta tan difícil transformarse? En primer lugar, porque la palabra “transformación” a menudo significa “lo desconocido”, y todo lo desconocido amenaza con inestabilidad y peligro.
Se sabe que las personas generalmente prefieren la estabilidad, incluso cuando su vida en general es difícil y a veces insoportable. Les resulta más fácil permanecer en un estado triste pero estable que emprender una transformación arriesgada que no sabe cómo terminará. Por eso sucede a menudo que una persona necesita pasar por una situación difícil, una crisis, antes de convencerse de que es hora de seguir adelante, es hora de cambiarse a sí mismo. Posteriormente, a pesar de ciertas dificultades vividas durante el período de transformación, rara vez alguien dice que le gustaría volver. Se puede decir que es natural que una persona pase secuencialmente por las distintas etapas de transformación.
La transformación no es destrucción. La situación actual de nuestro planeta. (GAIA", puede asustar a algunas personas, porque todo cambia a tal velocidad que les da la impresión del colapso de todo lo que han construido durante tanto tiempo; todo les parece inestable y de corta duración. Esto no es más que miedo, una ilusión del ego. La realidad es completamente diferente. Sólo hay que observar la naturaleza. Un gran ejemplo de transformación es la mariposa. Cambia completamente su apariencia para volar hacia nuevos horizontes y vivir nuevas experiencias. Por supuesto, no somos mariposas, pero la naturaleza nos muestra que la transformación es una parte integral de nuestras vidas y es una transición a algo nuevo: un estado diferente.
Por tanto, la transformación es completamente natural, incluso necesaria para la continuación de nuestra evolución espiritual. Sólo hay que observar más de cerca cuántas transformaciones se han producido a nuestro alrededor en los últimos años. Algunas personas tienen la sensación de que ohi-
Vivieron más de una vida; durante su existencia ocurrieron muchas transformaciones maravillosas.
Existe una manera maravillosa de lograr una transformación duradera y beneficiosa que no requiere control y no causa sufrimiento: date el derecho de ser quien realmente eres, no te juzgues ni te critiques, muéstrate compasión.
Cuando alguien, por ejemplo, no se acepta a sí mismo porque experimenta ira, adicción, miedo o algún tipo de creencia, o si se rechaza porque su cuerpo físico no se corresponde con sus ideas, tal actitud de rechazo lo convierte en un prisionero. propio comportamiento. Su EGO cree que es posible lograr cambios en cualquier cosa sólo si rechazas y descartas todo lo indeseable. El ego no sabe que cuanto más persistentemente rechazamos algo, con más fuerza regresa. Esto explica el hecho de que una persona que no acepta su cuerpo (por ejemplo, lo encuentra demasiado gordo) no sea capaz de transformarlo a voluntad; y quienes no aceptan su propio comportamiento, considerándolo inaceptable, continúan comportándose del mismo modo en contra de su voluntad.
Por lo tanto, antes de esforzarse por lograr la transformación, primero debe aceptarse tal como es. Es decir, déle a sus acciones y situaciones el derecho a ocupar el lugar que les corresponde; después de todo, usted mismo las creó, aunque sea inconscientemente. Cada situación te aporta algo importante para tu desarrollo. Da gracias por la UTILIDAD de lo que te parece indeseable: así abrirás el camino a la transformación, ya que la experiencia de lo que no quieres y de lo que conlleva consecuencias desagradables para ti te ayudará a determinar lo que quieres.
Mientras tanto, y esto no lo olvides, tu DIOS INTERIOR sabe exactamente cuál es tu necesidad. Puede suceder que el resultado de tu transformación sea algo opuesto a lo que deseabas. Debes mostrar CONFIANZA y SOLTAR LA SITUACIÓN. Como resultado del efecto milagroso de la ACEPTACIÓN incondicional, la transformación ocurre gradualmente. Así, al darte permiso para tener límites, debilidades y miedos en diversas áreas de tu vida, podrás iniciar el proceso de verdadera transformación. Es preferible, mientras tanto, tomar acciones específicas a nivel de nuestras actitudes y comportamientos internos para encaminar este proceso en la dirección deseada. Debes estar atento y tener un deseo sincero de transformarte para mejorar radicalmente tu calidad de vida.
LUTO
Pérdida, muerte de un ser querido. Dolor, tristeza provocada por la muerte de alguien.
Es necesario un período de duelo para adaptarse a la partida, desaparición de un ser querido o riqueza material. Cuando hablamos de duelo, generalmente nos referimos a la MUERTE o PÉRDIDA de alguien. Si se trata de alguien cercano y muy querido, entonces nuestra reacción dolorosa, la devastación emocional interna, es completamente normal y humana. Quienes encuentran demasiado difícil sobrevivir a este período no saben que cuentan con los medios necesarios
REQUISITO 359
Fuerza para afrontar el dolor con la mente clara. Además, necesitan tiempo durante el cual la vida llene el vacío que ha surgido.
Si se prolonga el período de duelo y arrepentimiento por el difunto, independientemente de su edad, no tiene nada de bueno. Morir es parte del ciclo vital de los seres humanos, y debemos aceptar que la muerte de una persona, incluso muy joven, significa que ha vivido lo que debía vivir en este cuerpo y en este entorno, y que esto forma parte de su PLAN DE VIDA. Si el DOLOR no disminuye, esto debe considerarse como un mensaje de que estás demasiado apegado a los bienes y personas terrenales. Necesitas aprender a QUITAR.
Además, la palabra "duelo" se usa en sentido figurado para designar un período de rechazo, renuncia a cualquier cosa: propiedad, ideas, actividades, etc. De hecho, una persona ACEPTA el hecho de la separación final, pasa la página de vida y lucha por algo para el otro. En general, se da cuenta de que ha llegado el momento de dejar una cosa y emprender otra y que la vida continúa. En cualquier caso, lo principal aquí es el momento de la ACEPTACIÓN. Después de esto, es más fácil AJUSTARSE, ADAPTARSE a la nueva fase de la vida.
El conocimiento más común es sobre tres estados de agregación: líquido, sólido, gaseoso; a veces recuerdan al plasma, con menos frecuencia al líquido cristalino. Recientemente, se ha difundido en Internet una lista de 17 fases de la materia, extraída del famoso () Stephen Fry. Por eso, te las contamos con más detalle, porque… Deberías saber un poco más sobre la materia, aunque sólo sea para comprender mejor los procesos que ocurren en el Universo.
La lista de estados agregados de la materia que figura a continuación aumenta desde los estados más fríos hasta los más calientes, etc. puede continuarse. Al mismo tiempo, debe entenderse que desde el estado gaseoso (No. 11), el más "sin comprimir", a ambos lados de la lista, el grado de compresión de la sustancia y su presión (con algunas reservas para tales no estudiados). estados hipotéticos como cuántico, haz o débilmente simétrico) aumentan. Después del texto se muestra un gráfico visual de las transiciones de fase de la materia.
1. Cuántico- un estado de agregación de la materia, que se logra cuando la temperatura desciende al cero absoluto, como resultado de lo cual desaparecen los enlaces internos y la materia se desmorona en quarks libres.
2. Condensado de Bose-Einstein- un estado de agregación de materia, cuya base son los bosones, enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto (menos de una millonésima de grado por encima del cero absoluto). En un estado tan fuertemente enfriado, un número suficientemente grande de átomos se encuentran en sus estados cuánticos mínimos posibles y los efectos cuánticos comienzan a manifestarse a nivel macroscópico. Un condensado de Bose-Einstein (a menudo llamado condensado de Bose, o simplemente "beck") se produce cuando se enfría un elemento químico a temperaturas extremadamente bajas (normalmente justo por encima del cero absoluto, menos 273 grados Celsius). , es la temperatura teórica a la que todo deja de moverse).
Aquí es donde empiezan a sucederle cosas completamente extrañas a la sustancia. Los procesos que normalmente se observan sólo a nivel atómico ahora ocurren en escalas lo suficientemente grandes como para ser observados a simple vista. Por ejemplo, si coloca "de nuevo" en un vaso de laboratorio y proporciona la temperatura deseada, la sustancia comenzará a trepar por la pared y eventualmente saldrá por sí sola.
Aparentemente, estamos ante un intento inútil de una sustancia de reducir su propia energía (que ya se encuentra en el nivel más bajo de todos los posibles).
La desaceleración de los átomos utilizando equipos de enfriamiento produce un estado cuántico singular conocido como condensado de Bose o Bose-Einstein. Este fenómeno fue predicho en 1925 por A. Einstein, como resultado de una generalización del trabajo de S. Bose, donde se construyó la mecánica estadística para partículas que van desde fotones sin masa hasta átomos portadores de masa (se descubrió el manuscrito de Einstein, considerado perdido). en la biblioteca de la Universidad de Leiden en 2005). Los esfuerzos de Bose y Einstein dieron como resultado el concepto de Bose de un gas sujeto a la estadística de Bose-Einstein, que describe la distribución estadística de partículas idénticas con espín entero llamadas bosones. Los bosones, que son, por ejemplo, partículas elementales individuales (fotones y átomos enteros), pueden estar entre sí en los mismos estados cuánticos. Einstein propuso que enfriar los átomos de bosones a temperaturas muy bajas haría que se transformaran (o, en otras palabras, se condensaran) al estado cuántico más bajo posible. El resultado de tal condensación será el surgimiento de una nueva forma de materia.
Esta transición se produce por debajo de la temperatura crítica, que es para un gas tridimensional homogéneo que consta de partículas que no interactúan y sin ningún grado de libertad interno.
3. Condensado de fermiones- un estado de agregación de una sustancia, similar al respaldo, pero diferente en estructura. A medida que se acercan al cero absoluto, los átomos se comportan de manera diferente dependiendo de la magnitud de su propio momento angular (espín). Los bosones tienen espines enteros, mientras que los fermiones tienen espines múltiplos de 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Los fermiones obedecen al principio de exclusión de Pauli, que establece que dos fermiones no pueden tener el mismo estado cuántico. No existe tal prohibición para los bosones y, por lo tanto, tienen la oportunidad de existir en un estado cuántico y formar así el llamado condensado de Bose-Einstein. El proceso de formación de este condensado es responsable de la transición al estado superconductor.
Los electrones tienen espín 1/2 y por tanto se clasifican como fermiones. Se combinan en pares (llamados pares de Cooper), que luego forman un condensado de Bose.
Los científicos estadounidenses intentaron obtener una especie de moléculas a partir de átomos de fermiones mediante un enfriamiento profundo. La diferencia con las moléculas reales era que no había ningún enlace químico entre los átomos: simplemente se movían juntos de manera correlacionada. El enlace entre átomos resultó ser incluso más fuerte que entre electrones en pares de Cooper. Los pares de fermiones resultantes tienen un espín total que ya no es múltiplo de 1/2, por lo tanto, ya se comportan como bosones y pueden formar un condensado de Bose con un único estado cuántico. Durante el experimento, se enfrió un gas de 40 átomos de potasio a 300 nanokelvins, mientras el gas se encerraba en una llamada trampa óptica. Luego se aplicó un campo magnético externo, con la ayuda del cual fue posible cambiar la naturaleza de las interacciones entre los átomos; en lugar de una fuerte repulsión, comenzó a observarse una fuerte atracción. Al analizar la influencia del campo magnético, fue posible encontrar un valor en el que los átomos comenzaron a comportarse como pares de electrones de Cooper. En la siguiente etapa del experimento, los científicos esperan obtener efectos de superconductividad para el condensado de fermiones.
4. Sustancia superfluida- un estado en el que una sustancia prácticamente no tiene viscosidad y, durante el flujo, no experimenta fricción con una superficie sólida. La consecuencia de esto es, por ejemplo, un efecto tan interesante como el “deslizamiento” completamente espontáneo del helio superfluido desde el recipiente a lo largo de sus paredes contra la fuerza de gravedad. Por supuesto, aquí no se viola la ley de conservación de la energía. En ausencia de fuerzas de fricción, el helio actúa únicamente mediante fuerzas de gravedad, las fuerzas de interacción interatómica entre el helio y las paredes del recipiente y entre los átomos de helio. Entonces, las fuerzas de interacción interatómica superan a todas las demás fuerzas combinadas. Como resultado, el helio tiende a extenderse lo más posible sobre todas las superficies posibles y, por lo tanto, "viaja" a lo largo de las paredes del recipiente. En 1938, el científico soviético Piotr Kapitsa demostró que el helio puede existir en estado superfluido.
Vale la pena señalar que muchas de las propiedades inusuales del helio se conocen desde hace bastante tiempo. Sin embargo, en los últimos años, este elemento químico nos ha ido mimando con efectos interesantes e inesperados. Así, en 2004, Moses Chan y Eun-Syong Kim de la Universidad de Pensilvania intrigaron al mundo científico con el anuncio de que habían logrado obtener un estado de helio completamente nuevo: un sólido superfluido. En este estado, algunos átomos de helio en la red cristalina pueden fluir alrededor de otros y, por tanto, el helio puede fluir a través de sí mismo. El efecto de la “superdureza” se predijo teóricamente en 1969. Y luego, en 2004, pareció haber una confirmación experimental. Sin embargo, experimentos posteriores y muy interesantes demostraron que no todo es tan simple, y tal vez esta interpretación del fenómeno, que antes se aceptaba como superfluidez del helio sólido, sea incorrecta.
El experimento de los científicos dirigidos por Humphrey Maris de la Universidad Brown de Estados Unidos fue simple y elegante. Los científicos colocaron un tubo de ensayo al revés en un tanque cerrado que contenía helio líquido. Congelaron parte del helio en el tubo de ensayo y en el depósito de tal manera que el límite entre líquido y sólido dentro del tubo de ensayo era más alto que en el depósito. En otras palabras, en la parte superior del tubo de ensayo había helio líquido, en la parte inferior había helio sólido, pasó suavemente a la fase sólida del depósito, encima del cual se vertió un poco de helio líquido, más bajo que el líquido. nivel en el tubo de ensayo. Si el helio líquido comenzara a filtrarse a través del helio sólido, entonces la diferencia de niveles disminuiría y entonces podemos hablar de helio sólido superfluido. Y, en principio, en tres de los 13 experimentos, la diferencia de niveles disminuyó.
5. Sustancia superdura- un estado de agregación en el que la materia es transparente y puede "fluir" como un líquido, pero en realidad carece de viscosidad. Estos líquidos se conocen desde hace muchos años y se denominan superfluidos. El hecho es que si se agita un superfluido, circulará casi para siempre, mientras que un fluido normal acabará calmándose. Los dos primeros superfluidos fueron creados por investigadores utilizando helio-4 y helio-3. Fueron enfriados hasta casi el cero absoluto: menos 273 grados Celsius. Y a partir del helio-4, los científicos estadounidenses lograron obtener un cuerpo supersólido. Comprimieron helio congelado con una presión más de 60 veces mayor y luego colocaron el vaso lleno con la sustancia en un disco giratorio. A una temperatura de 0,175 grados centígrados, el disco de repente empezó a girar más libremente, lo que, según los científicos, indica que el helio se ha convertido en un supercuerpo.
6. Sólido- un estado de agregación de una sustancia, caracterizado por la estabilidad de la forma y la naturaleza del movimiento térmico de los átomos, que realizan pequeñas vibraciones alrededor de posiciones de equilibrio. El estado estable de los sólidos es cristalino. Existen sólidos con enlaces iónicos, covalentes, metálicos y de otro tipo entre átomos, lo que determina la diversidad de sus propiedades físicas. Las propiedades eléctricas y algunas otras propiedades de los sólidos están determinadas principalmente por la naturaleza del movimiento de los electrones externos de sus átomos. Según sus propiedades eléctricas, los sólidos se dividen en dieléctricos, semiconductores y metales; según sus propiedades magnéticas, los sólidos se dividen en diamagnéticos, paramagnéticos y cuerpos con una estructura magnética ordenada. Los estudios de las propiedades de los sólidos se han fusionado en un gran campo: la física del estado sólido, cuyo desarrollo es estimulado por las necesidades de la tecnología.
7. Sólido amorfo- un estado condensado de agregación de una sustancia, caracterizado por la isotropía de las propiedades físicas debido a la disposición desordenada de átomos y moléculas. En los sólidos amorfos, los átomos vibran alrededor de puntos ubicados al azar. A diferencia del estado cristalino, la transición del estado sólido amorfo al líquido se produce de forma gradual. Diversas sustancias se encuentran en estado amorfo: vidrio, resinas, plásticos, etc.
8. Cristal líquido es un estado específico de agregación de una sustancia en el que exhibe simultáneamente las propiedades de un cristal y un líquido. Cabe señalar de inmediato que no todas las sustancias pueden estar en estado líquido cristalino. Sin embargo, algunas sustancias orgánicas con moléculas complejas pueden formar un estado de agregación específico: líquido cristalino. Este estado ocurre cuando los cristales de ciertas sustancias se derriten. Cuando se funden, se forma una fase líquida cristalina, que se diferencia de los líquidos ordinarios. Esta fase existe en el rango desde la temperatura de fusión del cristal hasta una temperatura más alta, a la que cuando se calienta el cristal líquido se convierte en un líquido normal.
¿En qué se diferencia un cristal líquido de uno líquido y uno ordinario y en qué se parece a ellos? Como un líquido común, un cristal líquido tiene fluidez y toma la forma del recipiente en el que se coloca. En esto se diferencia de los cristales conocidos por todos. Sin embargo, a pesar de esta propiedad, que lo une a un líquido, tiene una propiedad característica de los cristales. Este es el ordenamiento en el espacio de las moléculas que forman el cristal. Es cierto que este orden no es tan completo como en los cristales ordinarios, pero, sin embargo, afecta significativamente las propiedades de los cristales líquidos, lo que los distingue de los líquidos ordinarios. El orden espacial incompleto de las moléculas que forman un cristal líquido se manifiesta en el hecho de que en los cristales líquidos no existe un orden completo en la disposición espacial de los centros de gravedad de las moléculas, aunque puede haber un orden parcial. Esto significa que no tienen una red cristalina rígida. Por tanto, los cristales líquidos, como los líquidos ordinarios, tienen la propiedad de fluidez.
Una propiedad obligatoria de los cristales líquidos, que los acerca a los cristales ordinarios, es la presencia de un orden de orientación espacial de las moléculas. Este orden de orientación puede manifestarse, por ejemplo, en el hecho de que todos los ejes largos de las moléculas en una muestra de cristal líquido están orientados de la misma manera. Estas moléculas deben tener una forma alargada. Además del ordenamiento de ejes moleculares con nombre más simple, en un cristal líquido puede ocurrir un orden de orientación de moléculas más complejo.
Dependiendo del tipo de ordenamiento de los ejes moleculares, los cristales líquidos se dividen en tres tipos: nemáticos, esmécticos y colestéricos.
Actualmente se llevan a cabo investigaciones sobre la física de los cristales líquidos y sus aplicaciones en un amplio frente en todos los países más desarrollados del mundo. La investigación nacional se concentra en instituciones de investigación tanto académicas como industriales y tiene una larga tradición. Las obras de V.K., terminadas en los años treinta en Leningrado, se hicieron ampliamente conocidas y reconocidas. Fredericks a V.N. Tsvetkova. En los últimos años, el rápido estudio de los cristales líquidos ha visto a los investigadores nacionales también hacer una contribución significativa al desarrollo del estudio de los cristales líquidos en general y, en particular, de la óptica de los cristales líquidos. Así, las obras de I.G. Chistyakova, A.P. Kapustina, S.A. Brazovsky, S.A. Pikina, L.M. Blinov y muchos otros investigadores soviéticos son ampliamente conocidos por la comunidad científica y sirven como base para una serie de aplicaciones técnicas eficaces de los cristales líquidos.
La existencia de cristales líquidos se estableció hace mucho tiempo, concretamente en 1888, es decir, hace casi un siglo. Aunque los científicos encontraron este estado de la materia antes de 1888, se descubrió oficialmente más tarde.
El primero en descubrir los cristales líquidos fue el botánico austriaco Reinitzer. Mientras estudiaba la nueva sustancia benzoato de colesterilo que había sintetizado, descubrió que a una temperatura de 145°C los cristales de esta sustancia se funden, formando un líquido turbio que dispersa fuertemente la luz. A medida que continúa el calentamiento, al alcanzar una temperatura de 179°C, el líquido se vuelve claro, es decir, comienza a comportarse ópticamente como un líquido ordinario, por ejemplo agua. El benzoato de colesterol mostró propiedades inesperadas en la fase turbia. Al examinar esta fase bajo un microscopio polarizador, Reinitzer descubrió que presenta birrefringencia. Esto significa que el índice de refracción de la luz, es decir, la velocidad de la luz en esta fase, depende de la polarización.
9. Líquido- el estado de agregación de una sustancia, que combina las características de un estado sólido (conservación del volumen, cierta resistencia a la tracción) y de un estado gaseoso (variabilidad de forma). Los líquidos se caracterizan por un orden de corto alcance en la disposición de las partículas (moléculas, átomos) y una pequeña diferencia en la energía cinética del movimiento térmico de las moléculas y su energía potencial de interacción. El movimiento térmico de las moléculas de un líquido consiste en oscilaciones alrededor de posiciones de equilibrio y saltos relativamente raros de una posición de equilibrio a otra; esto está asociado a la fluidez del líquido.
10. fluido supercrítico(SCF) es un estado de agregación de una sustancia en el que desaparece la diferencia entre las fases líquida y gaseosa. Cualquier sustancia a una temperatura y presión superiores a su punto crítico es un fluido supercrítico. Las propiedades de una sustancia en estado supercrítico son intermedias entre sus propiedades en las fases gaseosa y líquida. Por tanto, el SCF tiene una densidad alta, cercana a la de un líquido, y una viscosidad baja, como la de los gases. El coeficiente de difusión en este caso tiene un valor intermedio entre líquido y gas. Las sustancias en estado supercrítico pueden utilizarse como sustitutos de los disolventes orgánicos en procesos industriales y de laboratorio. El agua supercrítica y el dióxido de carbono supercrítico han recibido el mayor interés y distribución debido a determinadas propiedades.
Una de las propiedades más importantes del estado supercrítico es la capacidad de disolver sustancias. Al cambiar la temperatura o la presión del fluido, puede cambiar sus propiedades en un amplio rango. Por tanto, es posible obtener un fluido cuyas propiedades se acerquen a las de un líquido o un gas. Por tanto, la capacidad de disolución de un fluido aumenta al aumentar la densidad (a temperatura constante). Dado que la densidad aumenta al aumentar la presión, cambiar la presión puede influir en la capacidad de disolución del fluido (a una temperatura constante). En el caso de la temperatura, la dependencia de las propiedades del fluido es algo más compleja: a una densidad constante, la capacidad de disolución del fluido también aumenta, pero cerca del punto crítico, un ligero aumento de la temperatura puede provocar una caída brusca. en densidad y, en consecuencia, en la capacidad de disolución. Los fluidos supercríticos se mezclan entre sí sin límite, por lo que cuando se alcanza el punto crítico de la mezcla, el sistema siempre será monofásico. La temperatura crítica aproximada de una mezcla binaria se puede calcular como la media aritmética de los parámetros críticos de las sustancias Tc(mix) = (fracción molar A) x TcA + (fracción molar B) x TcB.
11. gaseoso- (gas francés, del griego caos - caos), un estado de agregación de una sustancia en el que la energía cinética del movimiento térmico de sus partículas (moléculas, átomos, iones) excede significativamente la energía potencial de las interacciones entre ellas y, por lo tanto, las partículas se mueven libremente, llenando uniformemente, en ausencia de campos externos, todo el volumen que se les proporciona.
12. plasma- (del griego plasma - esculpido, moldeado), un estado de la materia que es un gas ionizado en el que las concentraciones de cargas positivas y negativas son iguales (cuasi-neutralidad). La gran mayoría de la materia del Universo se encuentra en estado de plasma: estrellas, nebulosas galácticas y el medio interestelar. Cerca de la Tierra, el plasma existe en forma de viento solar, magnetosfera e ionosfera. Se está estudiando el plasma de alta temperatura (T ~ 106 - 108K) a partir de una mezcla de deuterio y tritio con el objetivo de implementar una fusión termonuclear controlada. El plasma de baja temperatura (T Ј 105K) se utiliza en diversos dispositivos de descarga de gas (láseres de gas, dispositivos de iones, generadores MHD, plasmatrones, motores de plasma, etc.), así como en tecnología (ver Metalurgia del plasma, Perforación con plasma, Plasma tecnología) .
13. Materia degenerada— es una etapa intermedia entre el plasma y el neutronio. Se observa en enanas blancas y juega un papel importante en la evolución de las estrellas. Cuando los átomos se someten a temperaturas y presiones extremadamente altas, pierden sus electrones (se convierten en gas de electrones). Es decir, están completamente ionizados (plasma). La presión de dicho gas (plasma) está determinada por la presión de los electrones. Si la densidad es muy alta, todas las partículas se ven obligadas a acercarse unas a otras. Los electrones pueden existir en estados con energías específicas y no hay dos electrones que puedan tener la misma energía (a menos que sus espines sean opuestos). Por tanto, en un gas denso, todos los niveles de energía inferiores están llenos de electrones. Este gas se llama degenerado. En este estado, los electrones presentan una presión electrónica degenerada, que contrarresta las fuerzas de gravedad.
14. Neutronio- un estado de agregación al que pasa la materia a una presión ultraalta, que aún es inalcanzable en el laboratorio, pero que existe dentro de las estrellas de neutrones. Durante la transición al estado de neutrones, los electrones de una sustancia interactúan con los protones y se convierten en neutrones. Como resultado, la materia en el estado de neutrones está formada enteramente por neutrones y tiene una densidad del orden de la nuclear. La temperatura de la sustancia no debe ser demasiado alta (en equivalente energético, no más de cien MeV).
Con un fuerte aumento de temperatura (cientos de MeV y más), varios mesones comienzan a nacer y aniquilarse en el estado de neutrones. Con un aumento adicional de la temperatura, se produce la desconfinación y la sustancia pasa al estado de plasma de quarks-gluones. Ya no se compone de hadrones, sino de quarks y gluones que nacen y desaparecen constantemente.
15. Plasma de quarks-gluones(cromoplasma): un estado de agregación de materia en física de altas energías y física de partículas elementales, en el que la materia hadrónica pasa a un estado similar al estado en el que se encuentran los electrones y los iones en el plasma ordinario.
Normalmente, la materia de los hadrones se encuentra en el llamado estado incoloro (“blanco”). Es decir, los quarks de diferentes colores se anulan entre sí. Un estado similar existe en la materia ordinaria: cuando todos los átomos son eléctricamente neutros, es decir,
las cargas positivas en ellos son compensadas por las negativas. A altas temperaturas puede producirse una ionización de los átomos, durante la cual las cargas se separan y la sustancia se vuelve, como suele decirse, "casi neutra". Es decir, toda la nube de materia en su conjunto permanece neutral, pero sus partículas individuales dejan de ser neutrales. Aparentemente, lo mismo puede suceder con la materia hadrónica: a energías muy altas, se libera color y hace que la sustancia sea "casi incolora".
Presumiblemente, la materia del Universo se encontraba en un estado de plasma de quarks y gluones en los primeros momentos después del Big Bang. Ahora el plasma de quarks y gluones se puede formar durante un corto período de tiempo durante colisiones de partículas de muy altas energías.
El plasma de quarks-gluones se produjo experimentalmente en el acelerador RHIC del Laboratorio Nacional Brookhaven en 2005. En febrero de 2010 se alcanzó allí la temperatura máxima del plasma de 4 billones de grados Celsius.
16. Sustancia extraña- un estado de agregación en el que la materia se comprime hasta valores máximos de densidad; puede existir en forma de “sopa de quarks”. Un centímetro cúbico de materia en este estado pesará miles de millones de toneladas; además, transformará cualquier sustancia normal con la que entre en contacto en la misma forma “extraña” con la liberación de una importante cantidad de energía.
La energía que puede liberarse cuando el núcleo de la estrella se convierte en "materia extraña" dará lugar a una explosión superpoderosa de una "nova quark" y, según Leahy y Uyed, esto es exactamente lo que observaron los astrónomos en septiembre de 2006.
El proceso de formación de esta sustancia comenzó con una supernova ordinaria, en la que se convirtió una estrella masiva. Como resultado de la primera explosión se formó una estrella de neutrones. Pero, según Leahy y Uyed, no duró mucho: como su rotación parecía ralentizada por su propio campo magnético, comenzó a encogerse aún más, formando un cúmulo de "materia extraña", que condujo a una reducción uniforme. más poderoso durante una explosión de supernova ordinaria, la liberación de energía y las capas externas de materia de la antigua estrella de neutrones, volando hacia el espacio circundante a una velocidad cercana a la velocidad de la luz.
17. Sustancia fuertemente simétrica.- Se trata de una sustancia comprimida hasta tal punto que las micropartículas de su interior se superponen y el cuerpo mismo colapsa en un agujero negro. El término "simetría" se explica de la siguiente manera: tomemos los estados agregativos de la materia que todos conocen en la escuela: sólido, líquido, gaseoso. Para ser más precisos, consideremos un cristal infinito ideal como un sólido. En la transferencia existe una cierta simetría, la llamada discreta. Esto significa que si mueves la red cristalina una distancia igual al intervalo entre dos átomos, nada cambiará en ella: el cristal coincidirá consigo mismo. Si el cristal se funde, la simetría del líquido resultante será diferente: aumentará. En un cristal, sólo eran equivalentes los puntos alejados entre sí a determinadas distancias, los llamados nodos de la red cristalina, en los que se encontraban átomos idénticos.
El líquido es homogéneo en todo su volumen, todos sus puntos son indistinguibles entre sí. Esto significa que los líquidos pueden desplazarse en cualquier distancia arbitraria (y no solo algunas discretas, como en un cristal) o rotarse en cualquier ángulo arbitrario (lo que no se puede hacer en absoluto en los cristales) y coincidirá consigo mismo. Su grado de simetría es mayor. El gas es aún más simétrico: el líquido ocupa un cierto volumen en el recipiente y hay una asimetría dentro del recipiente donde hay líquido y puntos donde no lo hay. El gas ocupa todo el volumen que se le suministra y, en este sentido, todos sus puntos son indistinguibles entre sí. Aún así, aquí sería más correcto hablar no de puntos, sino de elementos pequeños, pero macroscópicos, porque a nivel microscópico todavía hay diferencias. En algunos puntos de un momento dado hay átomos o moléculas, mientras que en otros no. La simetría se observa sólo en promedio, ya sea en algunos parámetros de volumen macroscópicos o en el tiempo.
Pero todavía no existe una simetría instantánea a nivel microscópico. Si una sustancia se comprime con mucha fuerza, a presiones que son inaceptables en la vida cotidiana, se comprime de modo que los átomos se trituran, sus capas se penetran entre sí y los núcleos comienzan a tocarse, surge la simetría a nivel microscópico. Todos los núcleos son idénticos y están presionados entre sí, no solo existen distancias interatómicas, sino también internucleares, y la sustancia se vuelve homogénea (sustancia extraña).
Pero también hay un nivel submicroscópico. Los núcleos están formados por protones y neutrones que se mueven dentro del núcleo. También hay algo de espacio entre ellos. Si continúa comprimiendo para que los núcleos queden aplastados, los nucleones se presionarán fuertemente entre sí. Luego, a nivel submicroscópico, aparecerá la simetría, que no existe ni siquiera dentro de los núcleos ordinarios.
De lo dicho se desprende una tendencia muy definida: cuanto mayor es la temperatura y mayor la presión, más simétrica se vuelve la sustancia. Según estas consideraciones, una sustancia comprimida al máximo se denomina altamente simétrica.
18. Materia débilmente simétrica- un estado opuesto a la materia fuertemente simétrica en sus propiedades, presente en el Universo temprano a una temperatura cercana a la de Planck, quizás 10-12 segundos después del Big Bang, cuando las fuerzas fuerte, débil y electromagnética representaban una sola superfuerza. En este estado, la sustancia se comprime hasta tal punto que su masa se convierte en energía, que comienza a inflarse, es decir, a expandirse indefinidamente. Aún no es posible obtener energías para obtener superpotencia experimentalmente y transferir materia a esta fase en condiciones terrestres, aunque se hicieron intentos de este tipo en el Gran Colisionador de Hadrones para estudiar el universo primitivo. Debido a la ausencia de interacción gravitacional en la superfuerza que forma esta sustancia, la superfuerza no es suficientemente simétrica en comparación con la fuerza supersimétrica que contiene los 4 tipos de interacciones. Por lo tanto, este estado de agregación recibió tal nombre.
19. Sustancia de rayos- esto, de hecho, ya no es materia, sino energía en su forma pura. Sin embargo, es precisamente este hipotético estado de agregación el que adoptará un cuerpo que haya alcanzado la velocidad de la luz. También se puede obtener calentando el cuerpo a la temperatura de Planck (1032K), es decir, acelerando las moléculas de la sustancia a la velocidad de la luz. Como se desprende de la teoría de la relatividad, cuando la velocidad alcanza más de 0,99 s, la masa del cuerpo comienza a crecer mucho más rápido que con la aceleración "normal"; además, el cuerpo se alarga, se calienta, es decir, comienza a irradian en el espectro infrarrojo. Al cruzar el umbral de 0,999 s, el cuerpo cambia radicalmente y comienza una rápida transición de fase hasta el estado de rayo. Como se desprende de la fórmula de Einstein, tomada en su totalidad, la masa creciente de la sustancia final consta de masas separadas del cuerpo en forma de radiación térmica, de rayos X, óptica y de otro tipo, cuya energía de cada una de las cuales se describe mediante la siguiente término de la fórmula. Así, un cuerpo que se acerque a la velocidad de la luz comenzará a emitir en todos los espectros, crecerá en longitud y disminuirá con el tiempo, adelgazándose hasta la longitud de Planck, es decir, al alcanzar la velocidad c, el cuerpo se convertirá en un cuerpo infinitamente largo y haz delgado, que se mueve a la velocidad de la luz y está formado por fotones que no tienen longitud, y su masa infinita se convertirá completamente en energía. Por lo tanto, dicha sustancia se llama rayo.
>>Física: Estados agregados de la materia
En invierno, el agua de la superficie de lagos y ríos se congela y se convierte en hielo. Debajo del hielo, el agua permanece líquida. Hay dos cosas diferentes que existen aquí al mismo tiempo. estado de agregación agua: sólida (hielo) y líquida (agua). Hay un tercer estado del agua: gaseoso: el vapor de agua invisible se encuentra en el aire que nos rodea.
Existen diferentes estados de agregación para cada sustancia. Estos estados se diferencian entre sí no por las moléculas, sino por cómo se ubican estas moléculas y cómo se mueven. Las características de la disposición de las moléculas en diferentes estados de agregación de la misma sustancia, el agua, se ilustran en la Figura 76.
Bajo determinadas condiciones, las sustancias pueden cambiar de un estado a otro. Todas las transformaciones posibles en este caso se muestran en la Figura 77. Las letras T, F y G indican, respectivamente, los estados sólido, líquido y gaseoso de la sustancia; Las flechas indican la dirección en la que ocurre un proceso particular.
En total, existen seis procesos en los que se producen transformaciones agregadas de la materia. 
La transición de una sustancia de un estado sólido (cristalino) a un líquido se llama derritiendo cristalización o endurecimiento. Un ejemplo de derretimiento es el derretimiento del hielo; el proceso inverso ocurre cuando el agua se congela.
La transición de una sustancia del estado líquido al gaseoso se llama vaporización, el proceso inverso se llama condensación(de la palabra latina "condensación" - compactación, espesamiento). Un ejemplo de vaporización es la evaporación del agua; la condensación se puede observar durante la formación de rocío.
La transición de una sustancia del estado sólido al gaseoso (sin pasar por el líquido) se llama sublimación(de la palabra latina “sublimo” - levanto) o sublimación, el proceso inverso se llama desublimación. Por ejemplo, el grafito se puede calentar a mil, dos mil e incluso tres mil grados y, sin embargo, no se convertirá en líquido: se sublimará, es decir, pasará inmediatamente del estado sólido al gaseoso. El llamado "hielo seco" (monóxido de carbono sólido CO 2), que se puede observar en los contenedores para almacenar y transportar helados, también pasa inmediatamente a un estado gaseoso (sin pasar por el líquido). Todos los olores que poseen los sólidos (por ejemplo, la naftaleno) también son causados por la sublimación: cuando las moléculas salen volando de un sólido, forman un gas (o vapor) encima de él, lo que provoca la sensación de olfato.
Un ejemplo de desublimación es la formación de patrones de cristales de hielo en las ventanas en invierno. Estos hermosos diseños son el resultado de la desublimación del vapor de agua en el aire.
Las transiciones de la materia de un estado de agregación a otro juegan un papel importante no sólo en la naturaleza, sino también en la tecnología. Por ejemplo, al convertir el agua en vapor, podemos utilizarla en turbinas de vapor en centrales eléctricas. Al fundir metales en las fábricas, tenemos la oportunidad de hacer varias aleaciones a partir de ellos: acero, hierro fundido, latón, etc. Para comprender todos estos procesos, es necesario saber qué le sucede a una sustancia cuando cambia su estado de agregación y bajo qué condiciones este cambio es posible. Esto se discutirá en los siguientes párrafos.
1. Nombra los tres estados de la materia. 2. Enumere todos los procesos posibles en los que una sustancia pasa de un estado de agregación a otro. 3. Dar ejemplos de sublimación y desublimación. 4. ¿Qué aplicaciones prácticas de las transformaciones agregadas conoces? 5. ¿Qué letra (a, b o c) en la Figura 76 indica el estado sólido del agua, líquido y gaseoso?
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La transición de un estado de agregación a otro se produce siempre que el calentamiento del cuerpo desde el exterior se produzca más rápido que su enfriamiento. Y viceversa, si el enfriamiento del cuerpo desde el exterior se produce más rápido que el calentamiento del cuerpo debido a su energía interna.
Al pasar a otro estado de agregación, la sustancia sigue siendo la misma, permanecerán las mismas moléculas, solo cambiarán su disposición relativa, velocidad de movimiento y fuerzas de interacción entre sí.
Aquellos. un cambio en la energía interna de las partículas de un cuerpo lo transfiere de una fase del estado a otra. Además, este estado puede mantenerse en un amplio rango de temperatura del entorno externo.
Al cambiar el estado de agregación, se necesita una cierta cantidad de energía. Y durante el proceso de transición, la energía no se gasta en cambiar la temperatura corporal, sino en cambiar la energía interna del cuerpo.
Muestremos en el gráfico la dependencia de la temperatura corporal T (a presión constante) de la cantidad de calor Q suministrado al cuerpo durante la transición de un estado de agregación a otro.
Consideremos un cuerpo con masa metro, que está en estado sólido a una temperatura T 1.
El cuerpo no pasa inmediatamente de un estado a otro. En primer lugar, se necesita energía para cambiar la energía interna, y esto lleva tiempo. La velocidad de transición depende de la masa del cuerpo y de su capacidad calorífica.
Empecemos a calentar el cuerpo. Usando fórmulas puedes escribirlo así:
Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)
El cuerpo debe absorber tanto calor para poder pasar de la temperatura T1 a T2.
Transición de sólido a líquido
Además, a la temperatura crítica T2, que es diferente para cada cuerpo, los enlaces intermoleculares comienzan a romperse y el cuerpo pasa a otro estado de agregación: líquido, es decir. Los enlaces intermoleculares se debilitan, las moléculas comienzan a moverse con mayor amplitud, mayor velocidad y mayor energía cinética. Por tanto, la temperatura de un mismo cuerpo en estado líquido es mayor que en estado sólido.
Para que todo el cuerpo pase del estado sólido al líquido, se necesita tiempo para acumular energía interna. En este momento, toda la energía no se destina a calentar el cuerpo, sino a la destrucción de viejos enlaces intermoleculares y la creación de otros nuevos. Cantidad de energía necesaria:
λ - calor específico de fusión y cristalización de una sustancia en J/kg, diferente para cada sustancia.
Una vez que todo el cuerpo ha pasado a un estado líquido, este líquido comienza nuevamente a calentarse según la fórmula: Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].
Transición de un cuerpo del estado líquido al gaseoso.
Cuando se alcanza una nueva temperatura crítica T 3, comienza un nuevo proceso de transición de líquido a vapor. Para pasar de líquido a vapor, es necesario gastar energía:
r es el calor específico de formación de gas y condensación de una sustancia en J/kg, diferente para cada sustancia.
Tenga en cuenta que es posible una transición del estado sólido al estado gaseoso, sin pasar por la fase líquida. Este proceso se llama sublimación, y su proceso inverso es desublimación.
Transición de un cuerpo de un estado gaseoso a un estado plasmático.
Plasma- un gas parcial o totalmente ionizado en el que las densidades de cargas positivas y negativas son casi iguales.
El plasma suele producirse a altas temperaturas, desde varios miles de °C y más. Según el método de formación, se distinguen dos tipos de plasma: térmico, que se produce cuando el gas se calienta a altas temperaturas, y gaseoso, que se forma durante descargas eléctricas en un ambiente gaseoso.
Este proceso es muy complejo y tiene una descripción simple, y no es realizable para nosotros en las condiciones cotidianas. Por tanto, no nos detendremos en este tema en detalle.
objetos y sistemas naturales): características cualitativas y cuantitativas de muchas de sus capacidades funcionales e integradoras reales y potenciales, muchas de sus características, parámetros en el espacio y el tiempo (ver, por ejemplo, estado estacionario).
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ESTADO
un conjunto de parámetros y características básicos de un objeto, fenómeno o proceso en un determinado momento (o intervalo) de tiempo. La existencia de este objeto, fenómeno o proceso se presenta como un desarrollo, un cambio constante de sus estados. El concepto de Estado tiene una aplicación extremadamente amplia. Así, hablan del estado gaseoso de una sustancia, del estado de movimiento del cuerpo, del estado de enfermedad de una persona, del estado de moralidad en la sociedad, etc.
El concepto es especialmente importante para caracterizar sistemas dinámicos. Aparece como la implementación en algún momento del tiempo de parámetros (propiedades) que determinan el comportamiento y desarrollo del sistema. Las leyes de la dinámica de sistemas son las leyes de interrelación de estados en el tiempo. La conexión de estados suele caracterizarse como una expresión del principio de causalidad: algún estado inicial del sistema, en combinación con las influencias externas que el sistema experimenta en el período de tiempo considerado, es la causa de sus estados posteriores. El concepto de estado es central para el estudio de los cambios, el movimiento y el desarrollo de objetos y sistemas. La solución a problemas concretos de investigación se basa, por un lado, en el conocimiento y aplicación de las leyes pertinentes, y por otro, en el establecimiento de las condiciones iniciales. “El mundo es muy complejo”, señaló E. Wigner, “y la mente humana claramente no es capaz de comprenderlo por completo. Es por eso que al hombre se le ocurrió una técnica artificial: culpar de la naturaleza compleja del mundo a lo que generalmente se llama azar, y así sucesivamente. Pudo identificar un área que se puede describir usando patrones simples. Las complejidades se denominan condiciones iniciales y lo que se abstrae del azar se denomina leyes de la naturaleza. Por artificial que pueda parecer tal división del mundo desde el enfoque más imparcial, e incluso a pesar de que la posibilidad de su implementación tiene sus límites, la abstracción que subyace a tal división es una de las ideas más fructíferas propuestas por el mente humana. Fue ella quien hizo posible la creación de las ciencias naturales” (Wigner E. Estudios sobre simetría. M., 1971, p. 9). Establecer las condiciones iniciales es esencialmente establecer un cierto estado inicial del sistema en estudio, que es necesario para su análisis posterior.
Al determinar el estado inicial (inicial), es necesario tener en cuenta las leyes de interrelación de los parámetros del sistema, cuya presencia lleva al hecho de que para describir el estado inicial es necesario establecer los valores de solo independientes parámetros. Sin embargo, hay que tener en cuenta que también existen subordinaciones y dependencias jerárquicas entre los parámetros de los sistemas. Para describir los estados de sistemas multinivel especialmente complejos, es necesario especificar la estructura y las características estructurales. Por lo tanto, en los sistemas estadísticos, los estados se determinan no especificando las características de los elementos individuales o los estados individuales de cada elemento, sino en el lenguaje de las distribuciones de probabilidad, a través de una característica del tipo, tipo de distribuciones. En sistemas complejos, los estados se definen sobre la base de características más generales que se relacionan con niveles superiores de organización del sistema. Así, las ideas sobre los estados se correlacionan con el análisis de las propiedades profundas de los sistemas en estudio.
El concepto de estado es uno de los claves para caracterizar sistemas e interacciones no lineales. Las propiedades de los sistemas no lineales dependen de su estado. Su característica más importante es la violación del principio de superposición: el resultado de una de las influencias en presencia de otra no es el mismo que habría sido si esta otra influencia hubiera estado ausente. En otras palabras, la aditividad de las causas conduce a la aditividad de los efectos. En los sistemas no lineales, el resultado global de una serie de impactos sobre el sistema (su estado final) no está determinado por una simple suma de los impactos disponibles, sino también por su influencia mutua. Casi todos los sistemas físicos son no lineales; Esto es aún más característico de los sistemas químicos, biológicos y sociales, que se caracterizan por transformaciones cualitativas. El comportamiento de los sistemas a medida que aumenta su complejidad está cada vez más determinado por su dinámica interna, lo que da lugar a procesos de autoorganización. Los estados de los sistemas cambian bajo la influencia no solo de influencias externas, sino también por razones internas. El énfasis en estos fundamentos internos se refleja en el hecho de que se comienza a prestar atención primaria a conceptos e ideas tales como inestabilidad, desequilibrio, irreversibilidad, procesos que se refuerzan a sí mismos, bifurcaciones, caminos multivariados de cambio y desarrollo.
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