Mes paaiškiname, kas yra kietoji būsena ir kokios yra šios materijos būsenos fizinės savybės. Kietųjų medžiagų pavyzdžiai.
Kas yra kietoji būsena?
Kietoji būsena vadinama viena iš keturių esminių formų, kuriomis pateikiama materija, kartu su skystis, soda ir plazminis. Šios formos vadinamos medžiagų agregacijos būsenos.
Medžiagai kietoje būsenoje (arba tiesiog kietoms medžiagoms) būdingas specifinis jos išdėstymas dalelės, pagrįsta labai standžiomis ir stipriomis jungtimis, o tai reiškia labai gerai apibrėžtą fizinę struktūrą. Taip atsitinka dėl sanglaudos jėgų tarp dalelių, atsakingų už formos palaikymą ir apimtis kietas, ir suteikti jam tam tikrą kietumo ribą ir ištvermė.
Tačiau šias jėgas galima įveikti per fizinius fazių kaitos procesus, kietąją medžiagą paverčiant skysčiu arba dujomis. Tokie procesai vadinami:
- Sintezija. Fizinis procesas, kurį sudaro taikymas karštis į kietą, kad padidintumėte savo temperatūros kol pasieksite savo lydymosi temperatūra (temperatūra, kuriai esant kietoji medžiaga pereina į skystą būseną, šioje temperatūroje kietoji medžiaga ir skystis kartu egzistuoja termodinaminėje pusiausvyroje). Kai temperatūra viršija šį tašką, kietosios medžiagos energija padidėja pakankamai, kad nutrauktų dalelių sanglaudą ir sukelia fazės pasikeitimą. Lydymasis taip pat priklauso nuo slėgio, kurį veikia kieta medžiaga.
- Sublimacija. Fizinis procesas, kurio metu tam tikra kieta medžiaga patenka tiesiai į dujinę fazę, prieš tai nepraeidama per skystąją fazę. Tai galima pasiekti manipuliuojant temperatūros sąlygomis ir Slėgis specialiai kiekvienai kietajai medžiagai, taip išvengiant skystosios fazės, kol nepasiekia garų. To pavyzdys yra kieto jodo (I) sublimacija, kai susidaro violetinės spalvos dujos.
Kietojo kūno fizinės savybės
Kietos būsenos medžiaga turi šias charakteristikas:
- Standumas. Apskritai kieta medžiaga atspari deformacijai. Pavyzdžiui: kinks, kinks, skilimas. Tik įveikus jų pasipriešinimą, kietosios medžiagos keičia formą (visam laikui arba laikinai, priklausomai nuo jų elastingumo).
- Nesuspaudžiamumas. Kitaip nei dujos ir skysčiai, kietosios medžiagos negali būti suspaustos, tai yra, jų dalelės nebegali būti kartu. Vietoj to, veikiami didelių gniuždymo jėgų, jie linkę lūžti arba suskaidyti į mažesnes dalis.
- Kietumas. Apskritai kietosios medžiagos yra atsparios kitų kietųjų medžiagų įsiskverbimui, net jų paviršiaus subraižymui. Tai žinoma kaip kietumas, fizinė jėga prieš kitų kietųjų medžiagų poveikį. Sunkiausia žinoma medžiaga yra deimantas.
- Trapumas. Kietąsias medžiagas galima suskaidyti į mažesnes dalis.
- Elastingumas. Priešingai nei trapumas ir kietumas, elastingumas yra tam tikrų kietųjų kūnų gebėjimas akimirksniu deformuotis, veikiant jėgai, o pasibaigus minėtai jėgai grįžti į pradinę formą. Elastinės medžiagos turi formos atmintį, kuri leidžia joms grįžti į ankstesnę padėtį.
- Didelio tankio. Dauguma kietųjų medžiagų turi a tankis palyginti didelės, nes jas sudarančios dalelės yra labai arti viena kitos.
- Kalumas. Kai kurie kietieji kūnai gali būti apdoroti deformuojant. Dėl šios savybės plonus medžiagos lakštus galima gauti nesulaužant.
- Apibrėžta forma. Būdamos standžios, kietosios medžiagos turi tam tikrą formą ir neteka kaip skysčiai ir dujos.
Kietojo kūno pavyzdžiai
Kai kurie kietosios būsenos medžiagos pavyzdžiai:
- Metalai. Išskyrus gyvsidabrį (Hg), metalai kambario temperatūroje išlaiko savo tvirtumą ir kietumą dėl metalinės jungtys tarp jo atomai. Tačiau jei jiems suteikiama pakankamai šilumos (kaip kalvėse ar liejyklose), metalai teka kaip skysčiai ir gali įgauti kitokias formas.
- Ledas. Skystas vanduo, kai jis atšaldomas, tai yra, kai jis pašalinamas kalorijų energijos Kol pasiekia 0 ºC, jis kristalizuojasi ir virsta ledu, skaidria ir kieta medžiaga.
- Akmenys. Iš mineralų ir kalkingų ar nuosėdinių elementų sudaryti akmenys, kuriuos randame bet kuriame kelyje, yra ryškiausias galimo planetos tvirtumo pavyzdys.
- Betonas. Medžiagų, tokių kaip žvyras, vanduo ir cementas, susijungimo su milteliais rezultatas, iš pradžių kaip drėgna pasta, o vėliau kaip itin kieta medžiaga džiovinant, jis naudojamas kasdien industrija statybos.
- Kaulai. Mineralizuotas kalciu, paimtu iš mūsų dietos, mūsų kūno kaulų ar bet kurio kūno stuburinis gyvūnas Būtent jie suteikia kūnui didžiausią tvirtumą.