Igasugune aine oleku muutus on seotud temperatuuri ja rõhu metamorfoosidega. Ühte ainet saab esitada järgmistes agregatsiooniseisundites: tahke, vedel, gaasiline.
Pange tähele, et ülemineku edenedes aine koostises muutusi ei täheldata. Aine üleminekuga vedelikust tahkesse olekusse kaasneb ainult molekulidevahelise interaktsiooni jõudude muutumine, molekulide paigutus. Ühest olekust teise üleminekut nimetatakse faasisiireteks.
Sulamine
See protsess hõlmab tahke aine muundamist vedelikuks. Selle rakendamiseks on vaja kõrgemat temperatuuri.
Näiteks võib sellist aine olekut jälgida looduses. Füüsika selgitab kergesti lumehelveste sulamise protsessi kevadkiirte mõjul. Väikesed jääkristallid, mis on osa lumest, hakkavad pärast õhu nullini soojendamist kokku varisema. Sulamine toimub järk-järgult. Esiteks neelab jää soojusenergiat. Temperatuuri muutudes muutub jää täielikult vedelaks veeks.
Sellega kaasneb osakeste kiiruse märkimisväärne tõus, soojusenergia, suureneminesisemine energia.
Pärast indeksi saavutamist, mida nimetatakse sulamistemperatuuriks, tekib tahke aine struktuuris katkestus. Molekulidel on rohkem vabadust, nad "hüppavad", hõivates erinevaid positsioone. Sulaainel on rohkem energiat kui tahkes olekus.
Kõvastumistemperatuur
Aine üleminek vedelast olekust tahkesse olekusse toimub teatud temperatuuri väärtusel. Kui kehast soojus eemaldatakse, siis see külmub (kristalliseerub).
Kõvastumistemperatuuri peetakse üheks kõige olulisemaks omaduseks.
Kristallisatsioon
Aine üleminekut vedelast olekust tahkesse olekusse nimetatakse kristalliseerumiseks. Kui soojuse ülekandmine vedelikule peatub, langeb temperatuur teatud väärtuseni. Aine faasisiiret vedelast olekusse tahkeks nimetatakse füüsikas kristalliseerumiseks. Kui võtta arvesse ainet, mis ei sisalda lisandeid, vastab sulamistemperatuur kristallisatsiooniindeksile.
Mõlemad protsessid toimuvad järk-järgult. Kristalliseerumisprotsessiga kaasneb vedelikus sisalduvate molekulide keskmise kineetilise energia vähenemine. Suurenevad tahketele ainetele omased külgetõmbejõud, mille tõttu osakesi hoitakse ranges järjekorras. Pärast seda, kui osakesed saavad järjestatud paigutuse, moodustub kristall.
Agregatsiooni olek on aine füüsiline vorm, mis on esitatud teatud kujulrõhkude ja temperatuuride vahemik. Seda iseloomustavad kvantitatiivsed omadused, mida muudetakse valitud ajavahemike järel:
- aine võime muuta kuju ja mahtu;
- pika- või lühimaajärjekorra puudumine (olemasolu).
Kristalliseerumisprotsess on seotud entroopia, vaba energia, tiheduse ja muude füüsikaliste suurustega.
Lisaks vedelikele, tahketele ainetele, gaasilistele vormidele vabaneb veel üks agregatsiooni olek – plasma. Temperatuuri tõusu korral konstantsel rõhul võivad gaasid sinna sattuda.
Aine erinevate olekute vahelised piirid ei ole alati ranged. Füüsika on kinnitanud amorfsete kehade olemasolu, mis suudavad säilitada vähese voolavusega vedeliku struktuuri. Vedelkristallidel on võime polariseerida neid läbivat elektromagnetkiirgust.
Järeldus
Füüsika erinevate olekute kirjeldamiseks kasutatakse termodünaamilise faasi definitsiooni. Kriitilised nähtused on seisundid, mis kirjeldavad ühe faasi muutumist teiseks. Tahked kehad eristuvad selle poolest, et nende keskmine asend säilib pika aja jooksul. Need teevad tasakaaluasendi ümber kergeid võnkumisi (minimaalse amplituudiga). Kristallidel on teatud kuju, mis muutub vedelasse olekusse minnes. Teave keemis- (sulamis-) temperatuuride kohta võimaldab füüsikutel kasutada üleminekuid ühest agregatsiooniolekust teisepraktilistel eesmärkidel.
