Διαφορά μεταξύ στερεών, υγρών και αερίων

• 2019

Όλα όσα μας περιβάλλουν, όπως ο αέρας, τα τρόφιμα, το νερό, τα φυτά, τα ζώα, τα οχήματα, τα ρούχα και ούτω καθεξής, αποτελούνται από ύλη. Το θέμα είναι μια συλλογή σωματιδίων και είναι οτιδήποτε έχει μάζα και καταλαμβάνει χώρο. Υπάρχουν τρεις θεμελιώδεις καταστάσεις της ύλης, δηλαδή στερεά, υγρά και αέρια. Οι καταστάσεις της ύλης λαμβάνουν χώρα λόγω των μεταβολών στα μόρια της ύλης. Το μέγεθος και το σχήμα ενός στερεού αντικειμένου είναι καθοριστικό.

Παρόλα αυτά, αν μιλάμε για τις άλλες δύο καταστάσεις ύλης, δηλαδή για υγρά και αέρια, τότε τα υγρά ρέουν για να πάρουν τη μορφή του ποτηριού και τα αέρια διαχέονται για να γεμίσουν πλήρως τον διαθέσιμο όγκο. Η κύρια διαφορά μεταξύ στερεών, υγρών και αερίων βρίσκεται στις ιδιότητές τους, τις οποίες θα συζητήσουμε σε αυτό το άρθρο.

Συγκριτικό διάγραμμα

Βάση σύγκρισης	Στερεός	Υγρό	Αέριο
Εννοια	Το στερεό αναφέρεται σε μια μορφή ύλης που έχει δομική ακαμψία και έχει σταθερό σχήμα που δεν μπορεί να αλλάξει εύκολα.	Το υγρό είναι μια ουσία, η οποία ρέει ελεύθερα, έχει καθορισμένο όγκο αλλά δεν έχει μόνιμο σχήμα.	Το αέριο αναφέρεται σε μια κατάσταση ύλης, δεν έχει σχήμα, αλλά συμμορφώνεται με το σχήμα του δοχείου, εντελώς, στο οποίο τοποθετείται.
Σχήμα και ένταση	Σταθερό σχήμα και όγκος.	Δεν έχει καθορισμένο σχήμα αλλά έχει όγκο.	Ούτε καθορισμένο σχήμα ούτε τόμος.
Ενέργεια	Χαμηλότερο	Μεσαίο	Υψιστος
Συμπιεστό	Δύσκολος	Σχεδόν δύσκολη	Εύκολος
Σύνθεση μορίων	Τακτική και στενά διαρρυθμισμένη.	Τυχαία και λίγο αραιά διατεταγμένα.	Τυχαία και πιο αραιά διατεταγμένα.
Ρευστότητα	Δεν είναι δυνατή η ροή	Ροές από υψηλότερο έως κατώτερο επίπεδο.	Ροές σε όλες τις κατευθύνσεις.
Μοριακή κίνηση	Μικρή μοριακή κίνηση	Brownian μοριακή κίνηση	Ελεύθερη, σταθερή και τυχαία μοριακή κίνηση.
Διαμοριακός χώρος	Πολύ λίγο	Περισσότερο	Μεγάλο
Διαμοριακή έλξη	Το μέγιστο	Μεσαίο	Ελάχιστο
Ταχύτητα ήχου	Γρηγορότερα	Ταχύτερη από το φυσικό αέριο, αλλά πιο αργή από το στερεό	Χαμηλότερος από όλους
Αποθήκευση	Δεν χρειάζεται δοχείο, για αποθήκευση.	Δεν μπορεί να αποθηκευτεί χωρίς δοχείο.	Χρειάζεται κλειστό δοχείο για αποθήκευση.

Ορισμός στερεών

Με τον όρο 'στερεό' εννοούμε τον τύπο της ύλης που είναι άκαμπτο στη δομή και αντιτίθεται στην αλλαγή του σχήματος και του όγκου της. Τα σωματίδια ενός στερεού είναι σφιχτά συνδεδεμένα και καλά διατεταγμένα σε ένα κανονικό σχέδιο, το οποίο δεν επιτρέπει στα σωματίδια να κινούνται ελεύθερα από το ένα μέρος στο άλλο. Τα σωματίδια δονείται συνεχώς και στρίβουν, αλλά δεν υπάρχει κίνηση, καθώς είναι πολύ κοντά το ένα στο άλλο.

Καθώς η διαμοριακή έλξη είναι μέγιστη στα στερεά και επειδή το σχήμα τους είναι σταθερό, και τα σωματίδια παραμένουν, όπου έχουν ρυθμιστεί. Εκτός αυτού, η συμπίεση του στερεού είναι πολύ σκληρή, καθώς οι χώροι μεταξύ των μορίων είναι ήδη πολύ μικρότεροι.

Ορισμός του υγρού

Μία ελεύθερη ρέουσα ουσία σταθερού όγκου που έχει συνοχή ονομάζεται υγρό. Είναι ένας τύπος ύλης που δεν έχει το σχήμα του αλλά παίρνει το σχήμα του σκάφους στο οποίο κρατείται. Περιέχει μικρά σωματίδια, τα οποία συγκρατούνται σφιχτά από ενδομοριακούς δεσμούς. Μία από τις μοναδικές ιδιότητες του υγρού είναι η επιφανειακή τάση, ένα φαινόμενο που κάνει το υγρό να έχει την ελάχιστη επιφάνεια.

Η συμπίεση του υγρού είναι σχεδόν δύσκολη, λόγω του μικρότερου διακένου μεταξύ των σωματιδίων. Τα σωματίδια είναι στενά συνδεδεμένα, αλλά όχι τόσο στενά όπως στην περίπτωση στερεών. Έτσι επιτρέποντας στα σωματίδια να κινούνται και να αναμιγνύονται μεταξύ τους.

Ορισμός αερίου

Το αέριο περιγράφεται ως κατάσταση ύλης που διαχέεται ελεύθερα προς όλες τις κατευθύνσεις και γεμίζει ολόκληρο τον διαθέσιμο χώρο, ανεξάρτητα από την ποσότητα. Αποτελείται από σωματίδια που δεν έχουν συγκεκριμένο σχήμα και όγκο. Τα σωματίδια μπορούν να είναι μεμονωμένα άτομα ή στοιχειακά μόρια ή μόρια ενώσεων.

Στα αέρια, τα μόρια παραμένουν χαλαρά, και έτσι υπάρχει πολύς χώρος μεταξύ των μορίων για να κινούνται ελεύθερα και συνεχώς. Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, το αέριο έχει τη δυνατότητα να γεμίσει οποιοδήποτε δοχείο, καθώς και μπορεί εύκολα να συμπιεστεί.

Βασικές διαφορές μεταξύ στερεών, υγρών και αερίων

Η διαφορά μεταξύ στερεών, υγρών και αερίων μπορεί να αντληθεί με σαφήνεια για τους ακόλουθους λόγους:

1. Μια ουσία που έχει δομική ακαμψία και έχει σταθερό σχήμα που δεν μπορεί να αλλάξει εύκολα ονομάζεται στερεό. Ένα υγρό που μοιάζει με το νερό, το οποίο ρέει ελεύθερα, έχει καθορισμένο όγκο αλλά δεν έχει μόνιμο σχήμα, ονομάζεται υγρό. Το αέριο αναφέρεται σε μια κατάσταση ύλης, δεν έχει σχήμα, αλλά συμμορφώνεται με το σχήμα του δοχείου, εντελώς, στο οποίο τοποθετείται.
2. Ενώ τα στερεά έχουν ορισμένο σχήμα και όγκο, τα υγρά έχουν μόνο καθορισμένο όγκο αλλά όχι σχήμα, τα αέρια δεν έχουν σχήμα ούτε όγκο.
3. Το επίπεδο ενέργειας είναι υψηλότερο σε αέρια, μεσαίο σε υγρό και χαμηλότερο σε στερεά.
4. Η συμπίεση των στερεών είναι δύσκολη, τα υγρά είναι σχεδόν ασυμπίεστα, αλλά τα αέρια μπορούν εύκολα να συμπιεστούν.
5. Η μοριακή διάταξη των στερεών είναι τακτική και κοντά, αλλά τα υγρά έχουν ακανόνιστη και αραιή μοριακή διάταξη και αέρια, επίσης έχουν τυχαία και πιο αραιή διάταξη μορίων.
6. Η μοριακή διάταξη των στερεών είναι καλά οργανωμένη. Ωστόσο, τα στρώματα των μορίων ολισθαίνουν και ολισθαίνουν το ένα πάνω από το άλλο, στην περίπτωση των υγρών. Αντίθετα, τα σωματίδια στα αέρια δεν είναι καθόλου οργανωμένα, λόγω των οποίων τα σωματίδια κινούνται τυχαία.
7. Όταν πρόκειται για ρευστότητα, τα στερεά δεν μπορούν να ρέουν, ωστόσο, τα υγρά μπορεί να ρέουν και αυτό επίσης από το υψηλότερο επίπεδο σε χαμηλότερο επίπεδο. Αντιθέτως, τα αέρια ρέουν προς όλες τις κατευθύνσεις.
8. Οι χώροι μεταξύ των μορίων και της κινητικής ενέργειας είναι ελάχιστοι σε στερεά, μεσαίο σε υγρό και μέγιστο στα αέρια. Έτσι, η κίνηση των μορίων είναι αμελητέα στα στερεά, ενώ στα υγρά, μπορεί να παρατηρηθεί η ακανόνιστη, τυχαία κίνηση μορίων. Σε αντίθεση με τα αέρια, τα οποία έχουν την ελεύθερη, σταθερή και τυχαία κίνηση μορίων.
9. Στα στερεά, τα σωματίδια κρατούνται σφιχτά με ισχυρή ενδομοριακή έλξη, αν και στα υγρά η έλξη μεταξύ των σωματιδίων είναι ενδιάμεση. Αντιθέτως, τα σωματίδια κρατιούνται χαλαρά, επειδή η διαμοριακή έλξη είναι ασθενής.
10. Η ταχύτητα του ήχου είναι υψηλότερη στα στερεά, ενώ η ταχύτητα είναι λίγο πιο αργή σε υγρά και ελάχιστη στα αέρια.
11. Δεδομένου ότι το στερεό έχει καθορισμένο σχήμα και μέγεθος, δεν απαιτεί δοχείο αποθήκευσης. Τα υγρά δεν μπορούν να αποθηκευτούν χωρίς δοχείο. Αντίστροφα, για την αποθήκευση αερίων απαιτείται κλειστό δοχείο.

Μεταβολή της κατάστασης της ύλης

Το θέμα αλλάζει την κατάστασή του από τη μια μορφή στην άλλη, όταν θερμαίνεται ή ψύχεται, η οποία καλύπτεται από τη φυσική αλλαγή. Έτσι, δίνονται παρακάτω μερικές διαδικασίες μέσω των οποίων μπορεί να αλλάξει η κατάσταση της ύλης:

• Τήξη : Διαδικασία αλλαγής του στερεού στο υγρό.
• Κατάψυξη : Η διαδικασία που βοηθά στον μετασχηματισμό του υγρού σε στερεό.
• Εξάτμιση : Διαδικασία που χρησιμοποιείται για την αλλαγή υγρού σε αέριο.
• Συμπύκνωση : Μια διαδικασία στην οποία το αέριο μετατρέπεται σε υγρό.
• Εξάχνωση : Όταν το στερεό μετατραπεί σε αέριο, ονομάζεται εξάχνωση.
• Απόθεση : Η διαδικασία μέσω της οποίας το αέριο μετατρέπεται σε στερεό.

συμπέρασμα

Ως εκ τούτου, σε αυτό το άρθρο μάθαμε ότι η ύλη είναι παρούσα σε τρεις πολιτείες, όπως το στερεό, το υγρό και το αέριο. Επιπλέον, η κατάσταση της ύλης είναι εναλλάξιμη, δηλαδή η μορφή μπορεί να αλλάξει με την αλλαγή της θερμοκρασίας ή της πίεσης.