La frase 5 estados de la materia es un período de tiempo para explicar todo lo que compone las “cosas” dentro del universo: algo que ocupa un área y tiene masa es la materia. Pero esa frase definitivamente está desactualizada, ya que hay muchos más estados de la materia que eso. Cuatro de ellos ocurren naturalmente, mientras que otros solo se producen fugazmente en el laboratorio, en condiciones extremas.
Toda la materia está formada por átomosque a su vez están formados por protones, neutrones y electrones.
Los átomos se juntan para formar moléculas, que son los bloques de construcción para todo tipo de materia, de acuerdo con Colegio del Estado de Washington (se abre en una pestaña nueva). Cada átomo y molécula se mantienen unidos por un tipo de poder potencial conocido como poder químico (se abre en una pestaña nueva)según la Administración de Información Vital de EE. UU.
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Los 4 estados puros de la materia son: Sólidos, líquidos, gases y plasma. Condensado de Bose-EinsteinLos s, sin embargo, solo se fabrican en el laboratorio. También se pueden fabricar otros estados únicos de la materia en condiciones extremas en un laboratorio, como condensados fermiónicos y cristales de tiempo. Incluso hay un tipo extraño de materia, a menudo llamado estado fundido en cadena, que existe de manera estable como cada uno fuerte y líquido directamente.
Sólidos, líquidos y gasolina
en un fuerte, las partículas se empaquetan de manera colectiva y compacta para que no se transfieran mucho. Los electrones de cada átomo están continuamente en movimiento, por lo que los átomos tienen una pequeña vibración, sin embargo están montados fuera de su lugar. Debido a esto, las partículas en un fuerte tienen un poder cinético muy bajo.
Los sólidos tienen una forma particular, además de masa y cantidad, y no se ajustan a la forma del recipiente a través del cual se colocan. Los sólidos incluso tienen una densidad excesiva, lo que significa que las partículas están muy juntas.
en un líquido, las partículas están empaquetadas más sueltas que en un sólido y están en condiciones de circular unas alrededor de otras, dando al líquido una forma indefinida. Debido a este hecho, el líquido se adaptará a la forma de su recipiente.
Al igual que los sólidos, los líquidos (la mayoría de los cuales tienen una densidad menor que los sólidos) son extremadamente difíciles de comprimir.
en un gasolina, las partículas tienen bastante área entre ellas y tienen un poder cinético excesivo. Una gasolina no tiene una forma o cantidad particular. Si no están confinadas, las partículas de gasolina se desplegarán indefinidamente; si está confinado, la gasolina aumentará hasta llenar su contenedor. Cuando un combustible se somete a presión al reducir el volumen del recipiente, el área entre las partículas se reduce y el combustible se comprime, según el Centro de Investigación Glenn de la NASA.
Plasma
Plasma no será un estado típico de la materia aquí en la Tierra, pero podría ser el estado más típico de la materia en el universo, de acuerdo con la Laboratorio Jefferson (se abre en una pestaña nueva). Las estrellas como la solar son básicamente bolas de plasma sobrecalentadas.
El plasma consiste en partículas extremadamente cargadas con un poder cinético extraordinariamente excesivo. los Gases nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón y radón) se utilizan a veces para hacer indicadores brillantes utilizando energía eléctrica para ionizarlos al estado de plasma.
Condensado de Bose-Einstein
Un BEC fue creado por primera vez por científicos en 1995. Utilizando una combinación de láseres y imanesEric Cornell y Carl Weiman, científicos del Instituto Conjunto de Astrofísica de Laboratorio (JILA) en Boulder, Colorado, enfriaron un patrón de rubidio dentro de un número de niveles de cero absoluto. A esta temperatura extraordinariamente baja, el movimiento molecular casi se detiene. Dado que prácticamente no se transfiere energía cinética de un átomo a otro, los átomos comienzan a agruparse. No hay miles de átomos separados, solo un “átomo tremendo”.
Los BEC se utilizan para comprobar la mecánica cuántica en un grado macroscópico. Gentle parece desacelerar porque pasa a través de un BEC, lo que permite a los científicos comprobar la paradoja partícula/onda. Un BEC también tiene muchas de las propiedades de un superfluidoo un fluido que fluye sin fricción. Los BEC también se utilizan para simular circunstancias que pueden existir en los agujeros negros.
Nuevos estados de la materia
Se han creado muchos estados diferentes de la materia bajo circunstancias excesivas o únicas. Por ejemplo, en enero de 2021, análisis impreso en la revista PNAS reveló que durante la transformación entre el estado líquido y sólido, el vidrio se convierte en un nuevo estado de la materia conocido como vidrio líquido.
A nivel microscópico, el vidrio líquido se encuentra entre una sustancia fuerte y una especie de gel conocida como coloide, una combinación de partículas que pueden ser más grandes que un solo átomo o molécula. Cuando una sustancia se transforma de líquido a sólido, las moléculas se organizan en una estructura cristalina; para el vidrio, esto no sucede y las partículas se congelan en su lugar antes de que ocurra la cristalización. Las partículas en el vidrio líquido, sin embargo, son más versátiles que el vidrio sólido, pero no pueden girar, según los investigadores.
“Nuestros experimentos presentan el tipo de prueba de la interacción entre las fluctuaciones vitales y la detención vítrea que el vecindario científico ha estado buscando durante bastante tiempo”, dijo Matthias Fuchs, autor principal de la investigación y profesor de Principio de materia condensada tierna en la Universidad de Konstanz. mencionado en un afirmación (se abre en una pestaña nueva).
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Los cristales de tiempo son un tipo de materia que se había propuesto por primera vez en 2012 (se abre en una pestaña nueva) por el físico ganador del premio Nobel Frank Wilczek. Los cristales de tiempo se fabrican en el laboratorio y tienen la flexibilidad de alternar entre dos estados de energía sin perder energía. Debido a que no alcanzan el equilibrio o un estado suave, pueden esquivar la segunda regla de la termodinamicaque establece que la disfunción, o entropía, de un sistema cerrado, todo el tiempo irá en aumento.
Los cristales de tiempo se crearon en un laboratorio en 2017 y en 2021, Google anunció que había fabricado un cristal del tiempo en una computadora portátil cuánticay que el cristal había durado 100 segundos antes de que el estado efímero se desintegrara.
Los condensados fermiónicos son otro tipo de material creado en laboratorio. Una parte hermana del BEC, Los condensados fermiónicos se crearon por primera vez en 2004. (se abre en una pestaña nueva), según la NASA. Los condensados fermiónicos son superfluidos, lo que significa que circularán sin viscosidad. A diferencia de los BEC, están hechos de fermiones, un tipo de materia que presenta protones, neutrones y electrones con números atómicos impares. Los fermiones suelen preferir estar solos, pero para crear esta parte de materia, los científicos necesitan persuadirlos para que se apareen.
Para hacer eso, los científicos hacen que el asunto sea muy, muy frío. En el primer experimento para exhibir esta parte extraña, descrito en un estudio de 2003 en la revista Cartas de resumen corporal (se abre en una pestaña nueva)los científicos de JILA en Boulder, Colorado, enfriaron una nube de medio millón de átomos de potasio-40 a menos de un millonésima parte de un nivel por encima del cero absoluto, luego utilizó un campo magnético para ellos. Esto presionó a los átomos de potasio para que se emparejaran, creando un estado similar a la superconductividad que ocurre en los pares de electrones.
Cómo cambian los estados de la materia
Agregar o erradicar el poder de la materia provoca un cambio físico a medida que la materia pasa de un estado a otro. Por ejemplo, agregar energía térmica (calor) al agua líquida hace que se convierta en vapor o vapor (gasolina). Y erradicar el poder del agua líquida hace que se transforme en hielo (un fuerte). Las modificaciones corporales también pueden ser atribuibles al movimiento y al estrés, de acuerdo con la Ciencia abreviada para estudiantes universitarios de exceso de facultad (se abre en una pestaña nueva) por H. Messel.
Derretir y congelar
Cuando el calor se utiliza en gran medida, sus partículas comienzan a vibrar más rápido y se alejan más. Cuando la sustancia alcanza una cierta mezcla de temperatura y estrés, su nivel de fusiónel fuerte comenzará a ablandarse y cambiará a un líquido.
Cuando dos estados de la materia, que parecen fuerte y líquido, están en el equilibrio de temperatura y tensión, más calor agregado al sistema no hará que la temperatura general de la sustancia se extienda hasta que todo el patrón alcance el mismo estado físico, en línea. con Enciclopedia Britannica (se abre en una pestaña nueva). Por ejemplo, si pones hielo en un vaso de agua y lo dejas a temperatura ambiente, el hielo y el agua finalmente alcanzarán la misma temperatura. Debido a que el hielo se derrite por el calor que proviene del agua, permanecerá a 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius) hasta que todo el cubo de hielo se derrita antes de continuar con el calor.
Cuando el calor se aleja de un líquido, sus partículas se desaceleran y comienzan a asentarse en un solo lugar dentro de la sustancia. Cuando la sustancia alcanza una temperatura lo suficientemente fría con cierta tensión, el nivel de congelación, el líquido se vuelve fuerte.
Sublimación
Cuando un fuerte se transforma instantáneamente en gasolina sin pasar por una parte líquida, el método se llama sublimación. Ocasionalmente, esto puede suceder tanto cuando la temperatura del patrón se eleva rápidamente más allá del nivel de ebullición (vaporización instantánea) o cuando una sustancia se “liofiliza” enfriándola en condiciones de vacío para que el agua dentro de la sustancia sufra sublimación y sea lejos del patrón, en línea con el Servicio Geológico de EE. UU. (se abre en una pestaña nueva). Un par de sustancias peligrosas soportarán la sublimación a temperatura ambiente y estrés, pareciendo congelados carbón dióxido, o hielo seco.
Vaporización
La vaporización es la conversión de un líquido a gasolina y puede ocurrir a través de ambos evaporación o ebullición (se abre en una pestaña nueva)en línea con la Enciclopedia Británica.
Como resultado de que las partículas de un líquido están en movimiento fijo, chocan constantemente entre sí. Cada colisión también hace que se transfiera energía, y cuando se transfiere suficiente energía a las partículas cercanas al suelo, pueden ser expulsadas por completo de la trayectoria como partículas de gasolina libres. Los líquidos se enfrían a medida que se evaporan como resultado de la energía transferida a las moléculas del suelo, lo que provoca su escape, se dejarán llevar por ellos.
El líquido hierve cuando se le agrega suficiente calor para que se formen burbujas de vapor debajo del piso. Este nivel de ebullición es la temperatura y la tensión a la que un líquido se convierte en gasolina.
Condensación y deposición
La condensación ocurre cuando la gasolina pierde potencia y se junta para formar un líquido, según el Servicio Geológico de EE. UU. Por ejemplo, el vapor de agua se condensa en agua líquida, a menudo llamada su nivel de rocío.
La deposición ocurre cuando una gasolina se transforma instantáneamente en una fuerte, sin pasar por la parte líquida. El vapor de agua se convierte en hielo o escarcha cuando el aire que toca un fuerte, parecido a una brizna de hierba, es más frío que el resto del aire.
Otros activos
Este texto fue actualizado el 20 de octubre de 2022 por Tia Ghose.