نحوه تعیین وضعیت یک ماده حالت تجمع

سؤالاتی در مورد اینکه حالت تجمع چیست، جامدات، مایعات و گازها چه ویژگی ها و خواصی دارند، در چندین دوره آموزشی مورد بحث قرار گرفته است. سه حالت کلاسیک ماده وجود دارد که ویژگی‌های ساختاری خاص خود را دارند. درک آنها نکته مهمی در شناخت علوم زمین، موجودات زنده و فعالیت های صنعتی است. این سوالات توسط فیزیک، شیمی، جغرافیا، زمین شناسی، شیمی فیزیک و سایر رشته های علمی مطالعه می شود. موادی که تحت شرایط خاصی در یکی از سه حالت اصلی قرار دارند می توانند با افزایش یا کاهش دما و فشار تغییر کنند. اجازه دهید انتقال های احتمالی از یک حالت تجمع به حالت دیگر را در نظر بگیریم، همانطور که در طبیعت، فناوری و زندگی روزمره رخ می دهد.

حالت تجمیع چیست؟

کلمه با منشاء لاتین "aggrego" که به روسی ترجمه شده است به معنای "پیوستن" است. اصطلاح علمی به حالت همان جسم، ماده اشاره دارد. وجود جامدات، گازها و مایعات در دماها و فشارهای مختلف مشخصه تمام پوسته های زمین است. علاوه بر سه حالت اصلی تجمع، حالت چهارم نیز وجود دارد. در دمای بالا و فشار ثابت، گاز به پلاسما تبدیل می شود. برای درک بهتر حالت تجمع، لازم است کوچکترین ذرات تشکیل دهنده مواد و اجسام را به خاطر بسپارید.

نمودار بالا نشان می دهد: a - گاز. ب- مایع؛ c یک جسم جامد است. در چنین تصاویری دایره ها عناصر ساختاری مواد را نشان می دهند. این یک نماد است، در واقع اتم ها، مولکول ها و یون ها توپ های جامد نیستند. اتم ها از یک هسته با بار مثبت تشکیل شده اند که الکترون های دارای بار منفی با سرعت بالایی در اطراف آن حرکت می کنند. دانش در مورد ساختار میکروسکوپی ماده به درک بهتر تفاوت هایی که بین اشکال مختلف تجمع وجود دارد کمک می کند.

ایده هایی در مورد جهان خرد: از یونان باستان تا قرن هفدهم

اولین اطلاعات در مورد ذرات تشکیل دهنده بدن فیزیکی در یونان باستان ظاهر شد. متفکران دموکریتوس و اپیکور مفهومی را به عنوان اتم معرفی کردند. آنها معتقد بودند که این کوچکترین ذرات غیر قابل تقسیم از مواد مختلف دارای شکل، اندازه های معین و قابلیت حرکت و تعامل با یکدیگر هستند. اتمیسم پیشرفته ترین آموزش یونان باستان برای زمان خود شد. اما رشد آن در قرون وسطی کند شد. از آن زمان دانشمندان توسط تفتیش عقاید کلیسای کاتولیک روم مورد آزار و اذیت قرار گرفتند. بنابراین، تا زمان مدرن، هیچ مفهوم روشنی از وضعیت ماده وجود نداشت. تنها پس از قرن هفدهم، دانشمندان R. Boyle، M. Lomonosov، D. Dalton، A. Lavoisier مفاد نظریه اتمی-مولکولی را تدوین کردند که امروزه اهمیت خود را از دست نداده است.

اتم ها، مولکول ها، یون ها - ذرات میکروسکوپی ساختار ماده

در قرن بیستم، زمانی که میکروسکوپ الکترونی اختراع شد، پیشرفت قابل توجهی در درک ریزجهان رخ داد. با در نظر گرفتن اکتشافاتی که قبلا توسط دانشمندان انجام شده بود، می‌توان تصویری منسجم از جهان خرد جمع‌آوری کرد. نظریه هایی که وضعیت و رفتار کوچکترین ذرات ماده را توصیف می کنند کاملاً پیچیده هستند. مواد مختلف

1. اتم ها از نظر شیمیایی ذرات غیر قابل تقسیم هستند. آنها در واکنش های شیمیایی حفظ می شوند، اما در واکنش های هسته ای از بین می روند. فلزات و بسیاری دیگر از مواد ساختار اتمی در شرایط عادی حالت جامد تجمع دارند.
2. مولکول ها ذراتی هستند که در واکنش های شیمیایی شکسته شده و تشکیل می شوند. اکسیژن، آب، دی اکسید کربن، گوگرد. حالت فیزیکی اکسیژن، نیتروژن، دی اکسید گوگرد، کربن، اکسیژن در شرایط عادی گازی است.
3. یون‌ها ذرات بارداری هستند که اتم‌ها و مولکول‌ها هنگام به دست آوردن یا از دست دادن الکترون تبدیل به ذرات با بار منفی میکروسکوپی می‌شوند. بسیاری از نمک ها ساختار یونی دارند، به عنوان مثال نمک خوراکی، سولفات آهن و سولفات مس.

موادی وجود دارند که ذرات آنها به روش خاصی در فضا قرار دارند. موقعیت متقابل مرتب اتم ها، یون ها و مولکول ها شبکه کریستالی نامیده می شود. به طور معمول، شبکه های کریستالی یونی و اتمی مشخصه جامدات و شبکه های مولکولی مشخصه مایعات و گازها هستند. الماس با سختی بالا متمایز می شود. شبکه کریستالی اتمی آن توسط اتم های کربن تشکیل شده است. اما گرافیت نرم نیز از اتم های این عنصر شیمیایی تشکیل شده است. فقط آنها در فضا قرار دارند. حالت معمول تجمع گوگرد جامد است اما در دماهای بالا این ماده به مایع و توده بی شکل تبدیل می شود.

مواد در حالت جامد از تجمع

جامدات در شرایط عادی حجم و شکل خود را حفظ می کنند. به عنوان مثال، یک دانه شن، یک دانه شکر، نمک، یک تکه سنگ یا فلز. اگر شکر را گرم کنید، ماده شروع به ذوب شدن می کند و به مایع قهوه ای چسبناک تبدیل می شود. اجازه دهید گرمایش را متوقف کنیم و دوباره جامد می گیریم. این بدان معنی است که یکی از شرایط اصلی برای تبدیل یک جامد به مایع، گرم شدن آن یا افزایش انرژی درونی ذرات ماده است. حالت جامد تجمع نمک که برای غذا استفاده می شود نیز قابل تغییر است. اما برای ذوب نمک سفره به دمای بالاتری نسبت به حرارت دادن شکر نیاز است. واقعیت این است که شکر از مولکول ها تشکیل شده است و نمک سفره از یون های باردار تشکیل شده است که با شدت بیشتری به یکدیگر جذب می شوند. جامدات به شکل مایع شکل خود را حفظ نمی کنند زیرا شبکه های کریستالی از بین می روند.

حالت تجمع مایع نمک پس از ذوب با شکستن پیوندهای بین یون‌های کریستال توضیح داده می‌شود. ذرات باردار که می توانند بارهای الکتریکی را حمل کنند آزاد می شوند. نمک های مذاب الکتریسیته را هدایت می کنند و رسانا هستند. در صنایع شیمیایی، متالورژی و مهندسی، مواد جامد به مایع تبدیل می‌شوند تا ترکیبات جدیدی تولید کنند یا شکل‌های متفاوتی به آنها بدهند. آلیاژهای فلزی فراگیر شده اند. راه های مختلفی برای به دست آوردن آنها وجود دارد که با تغییر در وضعیت تجمع مواد خام جامد همراه است.

مایع یکی از حالت های اساسی تجمع است

اگر 50 میلی لیتر آب را در یک فلاسک ته گرد بریزید، متوجه خواهید شد که بلافاصله این ماده به شکل ظرف شیمیایی در می آید. اما به محض اینکه آب را از فلاسک بیرون می ریزیم، مایع بلافاصله روی سطح میز پخش می شود. حجم آب یکسان باقی می ماند - 50 میلی لیتر، اما شکل آن تغییر می کند. ویژگی های ذکر شده مشخصه شکل مایع وجود ماده است. بسیاری از مواد آلی مایع هستند: الکل ها، روغن های گیاهی، اسیدها.

شیر یک امولسیون است، یعنی مایعی حاوی قطرات چربی. یک منبع مایع مفید نفت است. از چاه ها با استفاده از دکل های حفاری در خشکی و اقیانوس استخراج می شود. آب دریا نیز یک ماده خام برای صنعت است. تفاوت آن با آب شیرین رودخانه ها و دریاچه ها در محتوای مواد محلول، عمدتاً نمک ها است. هنگام تبخیر از سطح مخازن، تنها مولکول های H 2 O به حالت بخار می روند، مواد محلول باقی می مانند. روش های به دست آوردن مواد مفید از آب دریا و روش های تصفیه آن بر اساس این خاصیت است.

هنگامی که نمک ها به طور کامل حذف شدند، آب مقطر به دست می آید. در 100 درجه سانتی گراد می جوشد و در 0 درجه سانتی گراد یخ می زند. آب نمک در دماهای دیگر می جوشد و به یخ تبدیل می شود. به عنوان مثال، آب در اقیانوس منجمد شمالی در دمای سطحی 2 درجه سانتی گراد یخ می زند.

وضعیت فیزیکی جیوه در شرایط عادی مایع است. این فلز خاکستری نقره ای معمولاً برای پرکردن دماسنج های پزشکی استفاده می شود. هنگامی که گرم می شود، ستون جیوه روی مقیاس بالا می رود و ماده منبسط می شود. چرا از الکل با رنگ قرمز استفاده می شود و جیوه استفاده نمی شود؟ این با خواص فلز مایع توضیح داده می شود. در یخبندان 30 درجه، حالت تجمع جیوه تغییر می کند، ماده جامد می شود.

اگر دماسنج پزشکی خراب شود و جیوه بیرون بیاید، جمع آوری توپ های نقره با دست خطرناک است. استنشاق بخار جیوه مضر است، این ماده بسیار سمی است. در چنین مواردی، کودکان باید برای کمک به والدین و بزرگسالان خود مراجعه کنند.

حالت گازی

گازها قادر به حفظ حجم یا شکل خود نیستند. فلاسک را تا بالا با اکسیژن پر می کنیم (فرمول شیمیایی آن O2 است). به محض باز کردن فلاسک، مولکول های ماده شروع به مخلوط شدن با هوای اتاق می کنند. این به دلیل حرکت براونی رخ می دهد. حتی دموکریتوس دانشمند یونان باستان معتقد بود که ذرات ماده در حرکت دائمی هستند. در جامدات، در شرایط عادی، اتم‌ها، مولکول‌ها و یون‌ها این فرصت را ندارند که از شبکه کریستالی خارج شوند یا خود را از پیوند با ذرات دیگر رها کنند. این تنها زمانی امکان پذیر است که مقدار زیادی انرژی از خارج تامین شود.

در مایعات، فاصله بین ذرات کمی بیشتر از جامدات است. به عنوان مثال، حالت مایع اکسیژن تنها زمانی مشاهده می شود که دمای گاز به -183 درجه سانتیگراد کاهش یابد. در دمای 223- درجه سانتی گراد، مولکول های O 2 یک جامد را تشکیل می دهند. هنگامی که دما از این مقادیر بالاتر می رود، اکسیژن به گاز تبدیل می شود. در این شکل است که در شرایط عادی یافت می شود. بنگاه های صنعتی تأسیسات ویژه ای را برای جداسازی هوای جو و دریافت نیتروژن و اکسیژن از آن راه اندازی می کنند. ابتدا هوا خنک و مایع شده و سپس به تدریج دما را افزایش می دهند. نیتروژن و اکسیژن در شرایط مختلف به گاز تبدیل می شوند.

جو زمین دارای ۲۱ درصد اکسیژن و ۷۸ درصد نیتروژن حجمی است. این مواد به صورت مایع در پوشش گازی سیاره یافت نمی شوند. اکسیژن مایع به رنگ آبی روشن است و برای پر کردن سیلندرها با فشار بالا برای استفاده در تنظیمات پزشکی استفاده می شود. در صنعت و ساخت و ساز، گازهای مایع برای انجام بسیاری از فرآیندها مورد نیاز است. اکسیژن برای جوشکاری گاز و برش فلزات و در شیمی برای واکنش های اکسیداسیون مواد معدنی و آلی مورد نیاز است. اگر دریچه یک سیلندر اکسیژن را باز کنید، فشار کاهش می یابد و مایع به گاز تبدیل می شود.

پروپان مایع، متان و بوتان به طور گسترده در انرژی، حمل و نقل، صنعت و فعالیت های خانگی استفاده می شود. این مواد از گاز طبیعی یا در هنگام ترک (شکاف) مواد اولیه نفتی به دست می آیند. مخلوط کربن مایع و گاز نقش مهمی در اقتصاد بسیاری از کشورها دارد. اما ذخایر نفت و گاز طبیعی به شدت کاهش یافته است. به گفته دانشمندان، این ماده خام 100-120 سال دوام می آورد. یک منبع جایگزین انرژی جریان هوا (باد) است. رودخانه ها و جزر و مدهای سریع در سواحل دریاها و اقیانوس ها برای راه اندازی نیروگاه ها استفاده می شود.

اکسیژن، مانند سایر گازها، می تواند در حالت چهارم تجمع قرار داشته باشد که نشان دهنده یک پلاسما است. انتقال غیرمعمول از حالت جامد به حالت گازی یکی از ویژگی های مشخصه ید کریستالی است. ماده بنفش تیره تحت تصعید قرار می گیرد - با دور زدن حالت مایع به گاز تبدیل می شود.

انتقال از یک شکل کل ماده به شکل دیگر چگونه انجام می شود؟

تغییرات در حالت کل مواد با تبدیلات شیمیایی همراه نیست، اینها پدیده های فیزیکی هستند. با افزایش دما، بسیاری از جامدات ذوب شده و به مایع تبدیل می شوند. افزایش بیشتر دما می تواند منجر به تبخیر، یعنی به حالت گازی ماده شود. در طبیعت و اقتصاد، چنین انتقالی مشخصه یکی از مواد اصلی روی زمین است. یخ، مایع، بخار حالت های آب در شرایط مختلف خارجی هستند. ترکیب یکسان است، فرمول آن H 2 O است. در دمای 0 درجه سانتیگراد و کمتر از این مقدار، آب متبلور می شود، یعنی به یخ تبدیل می شود. با افزایش دما، کریستال های حاصل از بین می روند - یخ ذوب می شود و دوباره آب مایع به دست می آید. هنگامی که گرم می شود، تبخیر تشکیل می شود - تبدیل آب به گاز - حتی در دماهای پایین. به عنوان مثال، گودال های یخ زده به تدریج ناپدید می شوند زیرا آب تبخیر می شود. حتی در هوای یخبندان، لباس های خیس خشک می شوند، اما این روند بیشتر از روزهای گرم طول می کشد.

تمام انتقال های ذکر شده آب از یک حالت به حالت دیگر برای ماهیت زمین اهمیت زیادی دارد. پدیده های جوی، آب و هوا و آب و هوا با تبخیر آب از سطح اقیانوس جهانی، انتقال رطوبت به صورت ابر و مه به خشکی و بارش (باران، برف، تگرگ) همراه است. این پدیده ها اساس چرخه آب جهانی در طبیعت را تشکیل می دهند.

حالات کل گوگرد چگونه تغییر می کند؟

در شرایط عادی، گوگرد بلورهای براق روشن یا پودر زرد روشن است، یعنی یک ماده جامد است. حالت فیزیکی گوگرد با گرم شدن تغییر می کند. ابتدا، هنگامی که دما به 190 درجه سانتیگراد می رسد، ماده زرد رنگ ذوب می شود و به مایع متحرک تبدیل می شود.

اگر به سرعت گوگرد مایع را در آب سرد بریزید، یک توده آمورف قهوه ای به دست می آورید. با گرم شدن بیشتر مذاب گوگرد، چسبناک تر و تیره تر می شود. در دمای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد، حالت تجمع گوگرد دوباره تغییر می کند، این ماده خاصیت مایع پیدا می کند و متحرک می شود. این انتقال ها به دلیل توانایی اتم های یک عنصر برای تشکیل زنجیره ای با طول های مختلف به وجود می آیند.

چرا مواد می توانند در حالت های فیزیکی متفاوت باشند؟

حالت تجمع گوگرد، یک ماده ساده، در شرایط عادی جامد است. دی اکسید گوگرد یک گاز است، اسید سولفوریک یک مایع روغنی سنگین تر از آب است. برخلاف اسیدهای هیدروکلریک و نیتریک، مولکول‌ها از سطح آن تبخیر نمی‌شوند. گوگرد پلاستیکی که از حرارت دادن کریستال ها به دست می آید چه حالت تجمعی دارد؟

در شکل آمورف خود، این ماده دارای ساختار مایع با سیالیت ناچیز است. اما گوگرد پلاستیکی به طور همزمان شکل خود را (به عنوان یک جامد) حفظ می کند. کریستال های مایعی وجود دارند که دارای تعدادی خواص مشخصه جامدات هستند. بنابراین، وضعیت یک ماده در شرایط مختلف به ماهیت، دما، فشار و سایر شرایط خارجی آن بستگی دارد.

چه ویژگی هایی در ساختار جامدات وجود دارد؟

تفاوت‌های موجود بین حالت‌های تجمع اصلی ماده با برهمکنش بین اتم‌ها، یون‌ها و مولکول‌ها توضیح داده می‌شود. به عنوان مثال، چرا حالت جامد ماده منجر به توانایی اجسام در حفظ حجم و شکل می شود؟ در شبکه کریستالی یک فلز یا نمک، ذرات ساختاری به یکدیگر جذب می شوند. در فلزات، یون‌های دارای بار مثبت با چیزی که «گاز الکترون» نامیده می‌شود، که مجموعه‌ای از الکترون‌های آزاد در یک قطعه فلز است، برهم‌کنش می‌کنند. کریستال های نمک به دلیل جذب ذرات باردار مخالف - یون ها به وجود می آیند. فاصله بین واحدهای ساختاری فوق جامد بسیار کمتر از اندازه خود ذرات است. در این حالت، جاذبه الکترواستاتیکی عمل می کند، قدرت ایجاد می کند، اما دافعه به اندازه کافی قوی نیست.

برای از بین بردن حالت جامد تجمع یک ماده، باید تلاش کرد. فلزات، نمک ها و کریستال های اتمی در دمای بسیار بالا ذوب می شوند. به عنوان مثال، آهن در دمای بالاتر از 1538 درجه سانتیگراد به مایع تبدیل می شود. تنگستن نسوز است و برای ساخت رشته های رشته ای برای لامپ ها استفاده می شود. آلیاژهایی وجود دارند که در دمای بالای 3000 درجه سانتیگراد به مایع تبدیل می شوند. بسیاری از روی زمین در حالت جامد هستند. این مواد اولیه با استفاده از فناوری در معادن و معادن استخراج می شوند.

برای جدا کردن حتی یک یون از یک کریستال، مقدار زیادی انرژی باید صرف شود. اما کافی است نمک را در آب حل کنید تا شبکه کریستالی متلاشی شود! این پدیده با خواص شگفت انگیز آب به عنوان یک حلال قطبی توضیح داده می شود. مولکول های H 2 O با یون های نمک برهمکنش می کنند و پیوند شیمیایی بین آنها را از بین می برند. بنابراین، انحلال یک اختلاط ساده از مواد مختلف نیست، بلکه یک تعامل فیزیکی و شیمیایی بین آنهاست.

مولکول های مایع چگونه برهم کنش می کنند؟

آب می تواند مایع، جامد و گاز (بخار) باشد. اینها حالتهای اصلی تجمع آن در شرایط عادی هستند. مولکول های آب از یک اتم اکسیژن تشکیل شده اند که دو اتم هیدروژن به آن پیوند دارند. پلاریزاسیون پیوند شیمیایی در مولکول رخ می دهد و یک بار منفی جزئی روی اتم های اکسیژن ظاهر می شود. هیدروژن به قطب مثبت مولکول تبدیل می شود که توسط اتم اکسیژن یک مولکول دیگر جذب می شود. این "پیوند هیدروژنی" نامیده می شود.

حالت مایع تجمع با فواصل بین ذرات ساختاری قابل مقایسه با اندازه آنها مشخص می شود. جاذبه وجود دارد، اما ضعیف است، بنابراین آب شکل خود را حفظ نمی کند. تبخیر به دلیل از بین رفتن پیوندهایی است که روی سطح مایع حتی در دمای اتاق اتفاق می افتد.

آیا فعل و انفعالات بین مولکولی در گازها وجود دارد؟

حالت گازی یک ماده با مایع و جامد در تعدادی پارامتر متفاوت است. شکاف های بزرگی بین ذرات ساختاری گازها وجود دارد که بسیار بزرگتر از اندازه مولکول ها است. در این صورت نیروهای جاذبه اصلا عمل نمی کنند. حالت گازی تجمع مشخصه مواد موجود در هوا است: نیتروژن، اکسیژن، دی اکسید کربن. در تصویر زیر مکعب اول با گاز، دومی با مایع و سومی با جامد پر شده است.

بسیاری از مایعات فرار هستند. به عنوان مثال، اگر یک سواب پنبه آغشته به آمونیاک را به دهانه یک بطری باز اسید هیدروکلریک بیاورید، دود سفید ظاهر می شود. یک واکنش شیمیایی بین اسید هیدروکلریک و آمونیاک درست در هوا رخ می دهد و کلرید آمونیوم تولید می کند. این ماده در چه حالتی از تجمع قرار دارد؟ ذرات آن که دود سفید را تشکیل می دهند بلورهای جامد کوچک نمک هستند. این آزمایش باید در زیر کاپوت انجام شود.

نتیجه

وضعیت تجمع گاز توسط بسیاری از فیزیکدانان و شیمیدانان برجسته مورد مطالعه قرار گرفت: آووگادرو، بویل، گی-لوساک، کلایپرون، مندلیف، لو شاتلیه. دانشمندان قوانینی را تدوین کرده اند که رفتار مواد گازی را در واکنش های شیمیایی در هنگام تغییر شرایط خارجی توضیح می دهد. الگوهای باز تنها در کتاب های درسی فیزیک و شیمی مدارس و دانشگاه ها گنجانده نشد. بسیاری از صنایع شیمیایی مبتنی بر دانش در مورد رفتار و خواص مواد در حالت‌های مختلف تجمع هستند.

حالات مجموع ماده (از لاتین aggrego - من وصل می کنم، متصل می کنم) - اینها حالت های یک ماده هستند، انتقال بین آنها با تغییرات ناگهانی در انرژی آزاد، آنتروپی، چگالی و سایر پارامترهای فیزیکی ماده مطابقت دارد.

گاز (گز فرانسوی، مشتق شده از یونانی آشوب - آشوب) حالتی از تجمع یک ماده است که در آن نیروهای برهمکنش ذرات آن، که کل حجم ارائه شده به آنها را پر می کند، ناچیز است. در گازها، فواصل بین مولکولی زیاد است و مولکول ها تقریبا آزادانه حرکت می کنند.

• گازها را می توان به عنوان بخارهای فوق گرم یا اشباع نشده در نظر گرفت.
• در بالای سطح هر مایع به دلیل تبخیر بخار وجود دارد. وقتی فشار بخار تا حد معینی افزایش می‌یابد که فشار بخار اشباع نامیده می‌شود، تبخیر مایع متوقف می‌شود، زیرا فشار بخار و مایع یکسان می‌شود.
• کاهش حجم بخار اشباع به جای افزایش فشار، باعث تراکم بخشی از بخار می شود. بنابراین فشار بخار نمی تواند بیشتر از فشار بخار اشباع باشد. حالت اشباع با جرم اشباع موجود در جرم 1 متری بخار اشباع مشخص می شود که به دما بستگی دارد. بخار اشباع در صورت افزایش حجم یا افزایش دمای آن می تواند غیراشباع شود. اگر دمای بخار بسیار بالاتر از نقطه جوش مربوط به فشار معین باشد، بخار فوق گرم نامیده می شود.

پلاسما گازی است جزئی یا کاملاً یونیزه که در آن چگالی بارهای مثبت و منفی تقریباً برابر است. خورشید، ستاره ها، ابرهای ماده بین ستاره ای از گازهای خنثی یا یونیزه شده (پلاسما) تشکیل شده اند. بر خلاف سایر حالت‌های تجمع، پلاسما گازی از ذرات باردار (یون‌ها، الکترون‌ها) است که در فواصل زیاد با یکدیگر برهم‌کنش می‌کنند، اما در چینش ذرات نه برد کوتاه و نه ترتیب دوربرد دارند.

مایع - این حالت تجمع یک ماده، حد واسط بین جامد و گاز است.

1. مایعات دارای برخی از ویژگی های جامد (حجم خود را حفظ می کند، سطحی را تشکیل می دهد، استحکام کششی خاصی دارد) و گاز (شکل ظرفی را که در آن قرار دارد به خود می گیرد).
2. حرکت حرارتی مولکول ها (اتم ها) مایع ترکیبی از ارتعاشات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی و پرش های مکرر از یک موقعیت تعادلی به موقعیت دیگر است.
3. در عین حال، حرکت آهسته مولکول ها و ارتعاشات آنها در داخل حجم های کوچک رخ می دهد، جهش های مکرر مولکول ها نظم دوربرد در آرایش ذرات را مختل می کند و سیالیت مایعات را تعیین می کند، و ارتعاشات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی وجود کوتاه را مشخص می کند. - ترتیب محدوده در مایعات

مایعات و جامدات را بر خلاف گازها می توان محیطی بسیار متراکم در نظر گرفت. در آنها، مولکول ها (اتم ها) بسیار نزدیکتر به یکدیگر قرار دارند و نیروهای برهمکنش چندین مرتبه بزرگتر از گازها هستند. بنابراین، مایعات و جامدات به طور قابل توجهی امکانات محدودی برای انبساط دارند. انتقال از یک حالت تجمع ساختاری تر به حالتی با نظم کمتر نیز می تواند به طور مداوم رخ دهد. در این راستا، به جای مفهوم حالت تجمع، توصیه می شود از یک مفهوم گسترده تر - مفهوم فاز استفاده کنید.

فاز مجموعه ای از تمام قسمت های یک سیستم است که ترکیب شیمیایی یکسانی دارند و در یک حالت قرار دارند. این امر با وجود همزمان فازهای تعادل ترمودینامیکی در یک سیستم چند فازی توجیه می شود: مایع با بخار اشباع آن. آب و یخ در نقطه ذوب؛ دو مایع غیر قابل اختلاط (مخلوطی از آب با تری اتیلامین) که در غلظت‌های متفاوت هستند. وجود جامدات آمورف که ساختار مایع را حفظ می کنند (حالت آمورف).

حالت جامد آمورف ماده نوعی حالت مایع فوق خنک است و از نظر ویسکوزیته بسیار بالاتر و مقادیر عددی خصوصیات جنبشی با مایعات معمولی متفاوت است.

حالت جامد کریستالی ماده حالتی از تجمع است که با نیروهای برهمکنش بزرگ بین ذرات ماده (اتم ها، مولکول ها، یون ها) مشخص می شود. ذرات جامد حول موقعیت‌های تعادل متوسط ​​که گره‌های شبکه نامیده می‌شوند در نوسان هستند. ساختار این مواد با درجه بالایی از نظم (ترتیب برد بلند و کوتاه) مشخص می شود - نظم در آرایش (ترتیب هماهنگی)، جهت گیری (ترتیب جهت گیری) ذرات ساختاری یا نظم در خواص فیزیکی (برای به عنوان مثال، در جهت گیری گشتاورهای مغناطیسی یا گشتاورهای دوقطبی الکتریکی). منطقه وجود فاز مایع نرمال برای مایعات خالص، بلورهای مایع و مایع به ترتیب از دماهای پایین توسط انتقال فاز به حالت جامد (بلور شدن)، فوق سیال و حالت ناهمسانگرد مایع محدود می شود.

من فکر می کنم همه 3 حالت اصلی ماده را می شناسند: مایع، جامد و گاز. ما هر روز و همه جا با این حالات ماده مواجه می شویم. اغلب آنها با استفاده از مثال آب در نظر گرفته می شوند. حالت مایع آب برای ما بیشتر آشناست. ما مدام آب مایع می نوشیم، از شیر آب ما جاری می شود و خود ما 70 درصد آب مایع هستیم. دومین حالت فیزیکی آب یخ معمولی است که در زمستان در خیابان می بینیم. آب در زندگی روزمره نیز به راحتی به صورت گازی یافت می شود. همانطور که همه می دانیم آب در حالت گازی بخار است. وقتی مثلاً کتری را بجوشانیم دیده می شود. بله، در 100 درجه است که آب از حالت مایع به گاز تبدیل می شود.

اینها سه حالت ماده هستند که برای ما آشنا هستند. اما آیا می دانستید که در واقع 4 مورد از آنها وجود دارد؟ من فکر می کنم همه حداقل یک بار کلمه "پلاسما" را شنیده اند. و امروز از شما می خواهم که در مورد پلاسما - حالت چهارم ماده - نیز اطلاعات بیشتری کسب کنید.

پلاسما یک گاز نیمه یا کاملاً یونیزه با چگالی برابر بارهای مثبت و منفی است. پلاسما را می توان از گاز - از حالت سوم تجمع یک ماده با حرارت دادن قوی بدست آورد. وضعیت تجمع به طور کلی، در واقع کاملاً به دما بستگی دارد. حالت اول تجمع کمترین دمایی است که بدن در آن جامد می ماند، حالت دوم تجمع دمایی است که در آن جسم شروع به ذوب شدن و تبدیل شدن به مایع می کند، حالت سوم تجمع بالاترین درجه حرارت است که در آن ماده تبدیل به ماده می شود. یک گاز برای هر جسم، ماده، دمای انتقال از یک حالت تجمع به حالت دیگر کاملاً متفاوت است، برای برخی کمتر است، برای برخی بالاتر است، اما برای همه به شدت در این ترتیب است. در چه دمایی یک ماده به پلاسما تبدیل می شود؟ از آنجایی که این حالت چهارم است، به این معنی است که دمای انتقال به آن بالاتر از دمای هر حالت قبلی است. و در واقع همینطور است. برای یونیزه شدن یک گاز، دمای بسیار بالایی لازم است. کمترین دما و یونیزه کم (حدود 1٪) پلاسما با دمای تا 100 هزار درجه مشخص می شود. در شرایط زمینی، چنین پلاسمایی را می توان به صورت رعد و برق مشاهده کرد. دمای کانال رعد و برق می تواند از 30 هزار درجه تجاوز کند که 6 برابر بیشتر از دمای سطح خورشید است. به هر حال، خورشید و همه ستارگان دیگر نیز پلاسما هستند، اغلب در دمای بالا. علم ثابت می کند که حدود 99 درصد از کل ماده در کیهان پلاسما است.

بر خلاف پلاسمای دمای پایین، پلاسمای با دمای بالا تقریباً 100٪ یونیزاسیون و دمای تا 100 میلیون درجه دارد. این واقعا یک دمای ستاره ای است. در زمین، چنین پلاسمایی فقط در یک مورد یافت می شود - برای آزمایش های همجوشی گرما هسته ای. یک واکنش کنترل شده بسیار پیچیده و انرژی گیر است، اما یک واکنش کنترل نشده خود را به عنوان سلاحی با قدرت عظیم ثابت کرده است - یک بمب گرما هسته ای که توسط اتحاد جماهیر شوروی در 12 اوت 1953 آزمایش شد.

پلاسما نه تنها بر اساس دما و درجه یونیزاسیون، بلکه بر اساس چگالی و شبه خنثی بودن نیز طبقه بندی می شود. همایند چگالی پلاسمامعمولا به معنی چگالی الکترونیعنی تعداد الکترون های آزاد در واحد حجم. خوب، با این، من فکر می کنم همه چیز روشن است. اما همه نمی دانند شبه بی طرفی چیست. شبه خنثی بودن پلاسما یکی از مهمترین ویژگی های آن است که شامل برابری تقریباً دقیق چگالی یون های مثبت و الکترون های موجود در ترکیب آن است. به دلیل هدایت الکتریکی خوب پلاسما، جداسازی بارهای مثبت و منفی در فواصل بیشتر از طول دبای و در مواقعی بیشتر از دوره نوسانات پلاسما غیرممکن است. تقریباً تمام پلاسماها شبه خنثی هستند. نمونه ای از پلاسمای غیر شبه خنثی پرتو الکترونی است. با این حال، چگالی پلاسمای غیر خنثی باید بسیار کم باشد، در غیر این صورت به دلیل دافعه کولن به سرعت از بین می روند.

ما نمونه های بسیار کمی از پلاسما زمینی را بررسی کرده ایم. اما تعداد آنها بسیار زیاد است. انسان یاد گرفته است که از پلاسما به نفع خود استفاده کند. به لطف حالت چهارم ماده، می توانیم از لامپ های تخلیه گاز، تلویزیون های پلاسما، جوش قوس الکتریکی و لیزر استفاده کنیم. لامپ های تخلیه فلورسنت معمولی نیز پلاسما هستند. در دنیای ما یک لامپ پلاسما نیز وجود دارد. عمدتاً در علم برای مطالعه و از همه مهمتر دیدن برخی از پیچیده ترین پدیده های پلاسما از جمله رشته شدن استفاده می شود. عکسی از چنین لامپی در تصویر زیر قابل مشاهده است:

علاوه بر دستگاه های پلاسمای خانگی، پلاسمای طبیعی نیز اغلب در زمین دیده می شود. قبلاً در مورد یکی از نمونه های او صحبت کرده ایم. این رعد و برق است اما علاوه بر رعد و برق، پدیده‌های پلاسما شامل شفق‌های شمالی، «آتش سنت المو»، یونوسفر زمین و البته آتش است.

توجه کنید که آتش، رعد و برق و دیگر مظاهر پلاسما، به قول ما، می سوزند. چه چیزی باعث انتشار چنین نور درخشانی از پلاسما می شود؟ درخشش پلاسما در اثر انتقال الکترون ها از حالت پرانرژی به حالت کم انرژی پس از ترکیب مجدد با یون ها ایجاد می شود. این فرآیند منجر به تشعشعات با طیفی مطابق با گاز برانگیخته می شود. به همین دلیل است که پلاسما می درخشد.

همچنین می خواهم کمی در مورد تاریخچه پلاسما صحبت کنم. از این گذشته ، روزی روزگاری فقط موادی مانند جزء مایع شیر و جزء بی رنگ خون پلاسما نامیده می شد. همه چیز در سال 1879 تغییر کرد. در آن سال بود که دانشمند معروف انگلیسی ویلیام کروکس، هنگام مطالعه رسانایی الکتریکی در گازها، پدیده پلاسما را کشف کرد. درست است، این حالت ماده تنها در سال 1928 پلاسما نامیده شد. و این توسط ایروینگ لانگمویر انجام شد.

در خاتمه، می خواهم بگویم که چنین پدیده جالب و مرموزی مانند رعد و برق توپ که بیش از یک بار در این سایت در مورد آن نوشته ام، البته یک پلاسموئید نیز مانند رعد و برق معمولی است. این شاید غیرمعمول ترین پلاسموئید از همه پدیده های پلاسمای زمینی باشد. به هر حال، حدود 400 نظریه مختلف در مورد رعد و برق توپ وجود دارد، اما هیچ یک از آنها به عنوان واقعاً صحیح شناخته نشده است. در شرایط آزمایشگاهی، پدیده‌های مشابه اما کوتاه‌مدت به روش‌های مختلف به دست آمد، بنابراین سؤال ماهیت رعد و برق توپ همچنان باز است.

پلاسمای معمولی البته در آزمایشگاه ها نیز ساخته شد. این زمانی دشوار بود، اما اکنون چنین آزمایشی چندان دشوار نیست. از آنجایی که پلاسما کاملاً وارد زرادخانه روزمره ما شده است، آنها در آزمایشگاه‌ها روی آن آزمایش‌های زیادی انجام می‌دهند.

جالب ترین کشف در زمینه پلاسما، آزمایش با پلاسما در گرانش صفر بود. معلوم می شود که پلاسما در خلاء متبلور می شود. این اتفاق می افتد: ذرات پلاسما باردار شروع به دفع یکدیگر می کنند و وقتی حجم محدودی دارند، فضایی را که به آنها اختصاص داده شده است اشغال می کنند و در جهات مختلف پراکنده می شوند. این کاملاً شبیه یک شبکه کریستالی است. آیا این بدان معنا نیست که پلاسما حلقه بسته بین حالت اول ماده و حالت سوم است؟ بالاخره در اثر یونیزاسیون گاز به پلاسما تبدیل می شود و در خلاء پلاسما دوباره جامد می شود. اما این فقط حدس من است.

بلورهای پلاسما در فضا نیز ساختار نسبتاً عجیبی دارند. این ساختار فقط در فضا، در خلاء واقعی فضا قابل مشاهده و مطالعه است. حتی اگر یک خلاء روی زمین ایجاد کنید و پلاسما را در آنجا قرار دهید، گرانش به سادگی کل «تصویر» را که در داخل شکل می‌گیرد فشرده می‌کند. در فضا، بلورهای پلاسما به سادگی بلند می شوند و یک ساختار سه بعدی سه بعدی با شکل عجیبی را تشکیل می دهند. پس از ارسال نتایج مشاهده پلاسما در مدار برای دانشمندان روی زمین، مشخص شد که گرداب های موجود در پلاسما به طرز عجیبی ساختار کهکشان ما را تکرار می کنند. این بدان معنی است که در آینده می توان با مطالعه پلاسما فهمید کهکشان ما چگونه متولد شد. عکس های زیر همان پلاسمای متبلور را نشان می دهد.

حالت تجمع- حالتی از ماده که با ویژگی های کیفی خاصی مشخص می شود: توانایی یا عدم توانایی در حفظ حجم و شکل، وجود یا عدم وجود نظم دوربرد و کوتاه برد و موارد دیگر. تغییر در حالت تجمع می تواند با تغییر ناگهانی در انرژی آزاد، آنتروپی، چگالی و سایر خواص فیزیکی اساسی همراه باشد.
سه حالت اصلی تجمع وجود دارد: جامد، مایع و گاز. گاهی اوقات طبقه بندی پلاسما به عنوان حالت تجمع کاملاً صحیح نیست. حالت های تجمع دیگری نیز وجود دارد، به عنوان مثال، کریستال های مایع یا میعانات بوز-انیشتین. تغییرات در حالت تجمع فرآیندهای ترمودینامیکی به نام انتقال فاز هستند. انواع زیر متمایز می شوند: از جامد به مایع - ذوب. از مایع به گاز - تبخیر و جوش. از جامد به گاز - تصعید؛ از گاز به مایع یا جامد - تراکم. از مایع به جامد - تبلور. یکی از ویژگی های متمایز عدم وجود یک مرز تیز از انتقال به حالت پلاسما است.
تعاریف حالت های تجمع همیشه سختگیرانه نیست. بنابراین، اجسام آمورف وجود دارند که ساختار مایع را حفظ می کنند و سیالیت کمی دارند و توانایی حفظ شکل را دارند. کریستال های مایع سیال هستند، اما در عین حال دارای برخی از خواص جامدات هستند، به ویژه، آنها می توانند تابش الکترومغناطیسی عبوری از آنها را قطبی کنند. برای توصیف حالت های مختلف در فیزیک، از مفهوم گسترده تر فاز ترمودینامیکی استفاده می شود. پدیده هایی که انتقال از یک فاز به فاز دیگر را توصیف می کنند، پدیده های بحرانی نامیده می شوند.
حالت انباشتگی یک ماده به شرایط فیزیکی که در آن قرار دارد، عمدتاً به دما و فشار بستگی دارد. کمیت تعیین کننده نسبت میانگین انرژی پتانسیل برهمکنش مولکول ها به میانگین انرژی جنبشی آنها است. بنابراین، برای یک جامد این نسبت بزرگتر از 1، برای گازها کمتر از 1، و برای مایعات تقریباً برابر با 1 است. انتقال از یک حالت تجمع یک ماده به حالت دیگر با تغییر ناگهانی در مقدار این نسبت، همراه با تغییر ناگهانی در فواصل بین مولکولی و فعل و انفعالات بین مولکولی است. در گازها، فواصل بین مولکولی زیاد است، مولکول ها به سختی با یکدیگر تعامل دارند و تقریباً آزادانه حرکت می کنند و کل حجم را پر می کنند. در مایعات و جامدات - ماده متراکم - مولکول ها (اتم ها) بسیار نزدیکتر به یکدیگر قرار دارند و برهم کنش قوی تری دارند.
این منجر به حفظ حجم مایعات و جامدات می شود. با این حال، ماهیت حرکت مولکول ها در جامدات و مایعات متفاوت است که تفاوت در ساختار و خواص آنها را توضیح می دهد.
در جامدات در حالت کریستالی، اتم‌ها فقط در نزدیکی گره‌های شبکه بلوری ارتعاش می‌کنند. ساختار این بدنه ها با درجه بالایی از نظم مشخص می شود - نظم دوربرد و کوتاه برد. حرکت حرارتی مولکول ها (اتم ها) مایع ترکیبی از ارتعاشات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی و پرش های مکرر از یک موقعیت تعادلی به موقعیت دیگر است. دومی وجود در مایعات فقط با برد کوتاه در آرایش ذرات و همچنین تحرک و سیالیت ذاتی آنها را تعیین می کند.
آ. جامد- حالتی که با توانایی حفظ حجم و شکل مشخص می شود. اتم های یک جامد فقط در اطراف حالت تعادل دچار ارتعاشات کوچکی می شوند. سفارش دوربرد و کوتاه برد وجود دارد.
ب مایع- حالتی از ماده که در آن تراکم پذیری کمی دارد، یعنی حجم خود را به خوبی حفظ می کند، اما قادر به حفظ شکل خود نیست. مایع به راحتی شکل ظرفی که در آن قرار می گیرد به خود می گیرد. اتم‌ها یا مولکول‌های یک مایع در نزدیکی حالت تعادل، ارتعاش می‌کنند و توسط اتم‌های دیگر قفل می‌شوند و اغلب به مکان‌های آزاد دیگری می‌پرند. فقط سفارش کوتاه برد موجود است.
ذوب شدن- این انتقال یک ماده از حالت جامد تجمع (رجوع کنید به حالت های تجمع ماده) به مایع است. این فرآیند زمانی اتفاق می افتد که گرم می شود، زمانی که مقدار معینی از گرما +Q به بدن منتقل می شود. به عنوان مثال، سرب فلزی کم ذوب اگر تا دمای 327 درجه سانتیگراد گرم شود از حالت جامد به مایع تبدیل می شود. سرب به راحتی روی اجاق گاز ذوب می شود، مثلاً در قاشق فولادی ضد زنگ (معلوم است که شعله دمای مشعل گاز 600-850 درجه سانتیگراد و دمای ذوب فولاد 1300-1500 درجه سانتیگراد است.
اگر در حین ذوب سرب، دمای آن را اندازه گیری کنید، متوجه می شوید که در ابتدا به آرامی افزایش می یابد، اما پس از یک نقطه مشخص، با وجود گرم شدن بیشتر، ثابت می ماند. این لحظه مربوط به ذوب شدن است. دما تا زمانی که تمام سرب ذوب شود ثابت می ماند و تنها پس از آن دوباره شروع به افزایش می کند. هنگامی که سرب مایع سرد می شود، تصویر معکوس مشاهده می شود: دما تا زمانی که انجماد شروع شود کاهش می یابد و تا زمانی که سرب به فاز جامد منتقل می شود ثابت می ماند و سپس دوباره افت می کند.
همه مواد خالص رفتار مشابهی دارند. ثبات دما در حین ذوب اهمیت عملی زیادی دارد، زیرا به شما امکان می دهد دماسنج ها را کالیبره کنید و فیوزها و نشانگرهایی بسازید که در دمای کاملاً مشخص ذوب می شوند.
اتم های یک کریستال در اطراف موقعیت های تعادلی خود در نوسان هستند. با افزایش دما، دامنه ارتعاشات افزایش می یابد و به مقدار بحرانی خاصی می رسد و پس از آن شبکه کریستالی از بین می رود. این به انرژی حرارتی اضافی نیاز دارد، بنابراین دما در طول فرآیند ذوب افزایش نمی یابد، اگرچه گرما به جریان خود ادامه می دهد.
نقطه ذوب یک ماده به فشار بستگی دارد. برای موادی که حجم آنها در طول ذوب افزایش می یابد (و اینها اکثریت قریب به اتفاق هستند)، افزایش فشار نقطه ذوب را افزایش می دهد و بالعکس. هنگامی که آب ذوب می شود، حجم آن کاهش می یابد (بنابراین، زمانی که آب یخ می زند، لوله ها می ترکد)، و هنگامی که فشار افزایش می یابد، یخ در دمای پایین تری ذوب می شود. بیسموت، گالیوم و برخی از مارک های چدن رفتار مشابهی دارند.
V. گاز- حالتی که با تراکم پذیری خوب، عدم توانایی در حفظ حجم و شکل مشخص می شود. گاز تمایل دارد کل حجم ارائه شده به آن را اشغال کند. اتم ها یا مولکول های یک گاز نسبتا آزادانه رفتار می کنند، فاصله بین آنها بسیار بزرگتر از اندازه آنها است.
پلاسما که اغلب به عنوان حالت تجمع ماده طبقه بندی می شود، از نظر درجه یونیزه شدن اتم ها با گاز متفاوت است. بیشتر ماده باریونی (حدود 99.9 درصد جرم) در کیهان در حالت پلاسما قرار دارد.
شهر سی سیال فوق بحرانی- با افزایش همزمان دما و فشار به نقطه بحرانی که در آن چگالی گاز با چگالی مایع مقایسه می شود رخ می دهد. در این حالت مرز بین فاز مایع و گاز ناپدید می شود. سیال فوق بحرانی قدرت انحلال فوق العاده بالایی دارد.
د میعانات بوز-انیشتین- در نتیجه خنک کردن گاز بوز تا دمای نزدیک به صفر مطلق به دست می آید. در نتیجه، برخی از اتم‌ها خود را در حالتی با انرژی کاملاً صفر می‌بینند (یعنی در پایین‌ترین حالت کوانتومی ممکن). میعانات بوز-اینشتین تعدادی از خواص کوانتومی مانند ابرسیالیت و تشدید فیشباخ را نشان می دهد.
ه. میعانات فرمیونی- نشان دهنده تراکم بوز در حالت BCS "جفت کوپر اتمی" در گازهای متشکل از اتم های فرمیون است. (بر خلاف رژیم سنتی چگالش بوز-انیشتین بوزون های مرکب).
چنین میعانات اتمی فرمیونی "بستگان" ابررساناها هستند، اما با دمای بحرانی درجه حرارت اتاق و بالاتر.
ماده منحط - گاز فرمی مرحله 1 گاز منحط الکترونی که در کوتوله‌های سفید مشاهده می‌شود، نقش مهمی در تکامل ستارگان دارد. مرحله دوم، حالت نوترونی، ماده با فشار فوق‌العاده بالا وارد آن می‌شود که هنوز در آزمایشگاه قابل دستیابی نیست، اما در داخل ستاره‌های نوترونی وجود دارد. در طی انتقال به حالت نوترونی، الکترون‌های ماده با پروتون‌ها برهمکنش می‌کنند و به نوترون تبدیل می‌شوند. در نتیجه، ماده در حالت نوترونی کاملاً از نوترون تشکیل شده است و چگالی برابر با هسته دارد. دمای ماده نباید خیلی زیاد باشد (در معادل انرژی، بیش از صد مگا ولت).
با افزایش شدید دما (صدها مگا الکترون ولت و بالاتر)، مزون های مختلف در حالت نوترونی شروع به تولد و نابودی می کنند. با افزایش بیشتر دما، محدودیت‌زدایی رخ می‌دهد و ماده به حالت پلاسمای کوارک-گلئون می‌رود. دیگر از هادرون ها تشکیل نمی شود، بلکه دائماً از کوارک ها و گلوئون ها متولد و ناپدید می شوند. شاید رفع محدودیت در دو مرحله اتفاق بیفتد.
با افزایش نامحدود بیشتر فشار بدون افزایش دما، این ماده به یک سیاهچاله فرو می ریزد.
با افزایش همزمان فشار و دما، ذرات دیگری به کوارک ها و گلوئون ها اضافه می شوند. در دماهای نزدیک به دمای پلانک چه اتفاقی برای ماده، فضا و زمان می افتد هنوز ناشناخته است.
ایالت های دیگر
در طول خنک شدن عمیق، برخی (نه همه) مواد به حالت ابررسانا یا ابرسیال تبدیل می شوند. این حالات البته فازهای ترمودینامیکی مجزا هستند، اما به دلیل جهانی نبودن به سختی می توان آنها را حالت های جدید ماده نامید.
مواد ناهمگن مانند خمیرها، ژل‌ها، سوسپانسیون‌ها، ذرات معلق در هوا و غیره که تحت شرایط خاص خاصیت جامدات و مایعات و حتی گازها را نشان می‌دهند، معمولاً به عنوان مواد پراکنده طبقه‌بندی می‌شوند و نه به هیچ حالت تجمعی خاصی از ماده.

بسته به دما و فشار، هر ماده ای قادر است حالت های مختلف تجمع را به خود بگیرد. هر یک از این حالت ها با ویژگی های کیفی خاصی مشخص می شود که در دماها و فشارهای مورد نیاز برای یک حالت تجمعی بدون تغییر باقی می مانند.

ویژگی های مشخصه حالت های تجمع شامل توانایی جسم در حالت جامد برای حفظ شکل خود یا بالعکس توانایی جسم مایع برای تغییر شکل است. با این حال، گاهی اوقات مرزهای بین حالت های مختلف ماده کاملاً مبهم است، مانند کریستال های مایع یا به اصطلاح "جامدات آمورف"، که می توانند مانند جامدات کشسان و مانند مایعات سیال باشند.

انتقال بین حالت های تجمع می تواند با آزاد شدن انرژی آزاد، تغییر در چگالی، آنتروپی یا سایر کمیت های فیزیکی رخ دهد. انتقال از یک حالت تجمع به حالت دیگر، گذار فاز نامیده می شود و پدیده های همراه با چنین انتقالی، پدیده های بحرانی نامیده می شوند.

فهرست حالت های شناخته شده تجمع