Apakah Anda tahu apa masalahnya dan apa perbedaannya?

Anda mungkin telah mempelajari - atau masih mempelajari - subjek ini di kelas fisika dan kimia Anda. Tetapi bagaimana dengan memperkuat semua konsep dan informasi dari keadaan sehingga Anda tidak pernah lupa?

Sebagai permulaan, materi tidak lain adalah "bahan" dari alam semesta - atom, molekul, dan ion yang membentuk semua zat fisik.

Dengan demikian, materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang, sementara keadaan fisiknya terkait dengan kecepatan pergerakan partikelnya, mengingat bahwa beberapa kondisi ini dapat diubah oleh suhu atau tekanan.

Energi

Untuk memahami keadaan materi, penting juga untuk mengetahui lebih banyak tentang energi. Energi adalah kemampuan untuk menyebabkan perubahan, dan itu tidak dapat diciptakan atau dihancurkan; itu hanya dapat dipertahankan dan dikonversi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Sebagai contoh, "energi potensial" adalah yang disimpan dalam objek karena posisinya.

Sudah "energi kinetik" adalah yang bergerak dan yang menyebabkan perubahan. Setiap benda atau partikel yang bergerak memiliki energi kinetik berdasarkan massa dan kecepatannya, dan dapat diubah menjadi bentuk energi lain, seperti listrik atau termal.

Lima fase

Ada lima fase yang diketahui dari keadaan materi, tiga yang paling banyak dipelajari adalah: padat, cair dan gas. Tetapi masih ada plasma Bose-Einstein dan kondensat, yang merupakan fase yang dipelajari pada tingkat fisika yang lebih maju.

Solid

Dalam keadaan padat, partikel-partikel tersebut terkonsentrasi dengan kuat sehingga mereka tidak dapat bergerak banyak saat berada dalam agitasi rendah. Artinya, energi kinetik Anda juga rendah. Elektron dari masing-masing atom bergerak, menciptakan getaran kecil tetapi menjaga atom tetap pada posisinya.

Dengan demikian, padatan memiliki bentuk yang pasti. Mereka tidak mengakomodasi bentuk wadah tempat mereka ditempatkan. Misalnya, jika batangan emas diletakkan di atas piring, itu tidak menyebar ke bentuknya.

Padatan juga memiliki volume yang ditentukan. Partikel-partikel padatan sudah sangat terkonsentrasi sehingga peningkatan tekanan bersama tidak mampu mengompres padatan ke volume yang lebih kecil.

Bersih

Dalam fase cair, partikel suatu zat memiliki lebih banyak energi kinetik daripada partikel dalam bentuk padatan. Partikel-partikel cair lebih tersebar tetapi masih sangat dekat satu sama lain. Dan seperti halnya padatan, cairan memiliki volume yang pasti dan tidak dapat dikompresi, tetapi bentuknya dapat bervariasi.

Partikel-partikel zat cair hanya memiliki cukup ruang untuk mengalir di sekitarnya sehingga bentuknya bervariasi. Cairan berubah bentuk sesuai wadahnya. Gaya terdistribusi secara merata ke seluruh cairan, sehingga ketika suatu benda ditempatkan dalam cairan, partikel-partikel akan dipindahkan olehnya.

Berbentuk gas

Partikel gas memiliki sejumlah besar ruang di antara mereka dan memiliki energi kinetik yang tinggi. Jika tidak terbatas, partikel-partikel gas menyebar tanpa batas. Sudah terkungkung, gas akan mengembang untuk mengisi wadah.

Ketika gas diletakkan di bawah tekanan dengan mengurangi volume kapal, ruang antara partikel berkurang dan tekanan yang diberikan oleh tumbukan mereka meningkat. Jika volume kontainer tetap konstan tetapi suhu gas meningkat, tekanannya juga akan meningkat.

Partikel gas memiliki energi kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya antarmolekul yang menahan padatan dan cairan secara bersamaan. Oleh karena itu, gas tidak memiliki volume atau bentuk yang pasti.

Plasma

Plasma bukanlah kondisi materi yang umum di Bumi, tetapi mungkin merupakan kondisi materi yang paling umum di alam semesta. Plasma terdiri dari partikel bermuatan tinggi dengan banyak energi kinetik.

Gas mulia (helium, neon, argon, krypton, xenon, dan radon) sering digunakan untuk membuat sinyal terang, menggunakan listrik untuk mengionisasi mereka ke keadaan plasma. Bintang pada dasarnya adalah bola plasma yang terlalu panas.

Kondensat Bose-Einstein

Pada 1995, para ilmuwan teknologi menciptakan keadaan materi baru, kondensat Bose-Einstein. Menggunakan kombinasi laser dan magnet, Eric Cornell dan Carl Weiman mendinginkan sampel rubidium beberapa derajat dari nol mutlak. Pada suhu yang sangat rendah ini, gerakan molekuler hampir sepenuhnya berhenti.

Dengan ini, karena hampir tidak ada energi kinetik yang ditransfer dari satu atom ke yang lain, dan mereka mulai menumpuk. Dengan begitu, tidak ada lagi ribuan atom yang terpisah, hanya satu "superatom". Kondensat digunakan untuk mempelajari mekanika kuantum pada tingkat makroskopik.

Para ilmuwan juga mengamati bahwa cahaya tampak berkurang ketika melewati kondisi Bose-Einstein yang kental, memungkinkan studi tentang paradoks partikel / gelombang. Bahan dalam keadaan ini juga memiliki banyak sifat superfluid tanpa gesekan dan juga digunakan untuk mensimulasikan kondisi yang dapat diterapkan pada lubang hitam.