Pojasnimo, kaj je trdno stanje in kakšne so fizikalne značilnosti tega agregatnega stanja. Primeri trdnih snovi.
Kaj je trdno stanje?
Trdno stanje se imenuje ena od štirih bistvenih oblik, v katerih je predstavljena snov, skupaj z tekočina, soda in plazmatsko. Te oblike se imenujejo agregacijskih stanj snovi.
Za snov v trdnem stanju (ali preprosto trdne snovi) je značilna njena posebna razporeditev delci, ki temelji na zelo togih in močnih povezavah, kar se prevede v zelo dobro definirano fizično strukturo. To se zgodi zaradi kohezijskih sil med delci, ki so odgovorne za ohranjanje oblike in glasnost trdna in da ji da določeno mejo trdote in vzdržljivost.
Vendar pa je te sile mogoče premagati s fizičnimi procesi fazne spremembe, tako da je mogoče pretvoriti trdno snov v tekočino ali plin. Takšni procesi se imenujejo:
- Fuzija. Fizični proces, ki je sestavljen iz uporabe toplote na trdno, da povečate svoje temperaturo dokler ne prideš do svojega tališče (temperatura, pri kateri trdna snov preide v tekoče stanje, pri tej temperaturi trdna snov in tekočina sobivata v termodinamičnem ravnotežju). Ko temperatura preseže to točko, se energija trdne snovi dovolj poveča, da prekine kohezijo med njenimi delci in povzroči fazno spremembo. Taljenje je odvisno tudi od pritiska, kateremu je trdna snov izpostavljena.
- Sublimacija. Fizikalni proces, pri katerem določena trdna snov preide neposredno v plinasto fazo, ne da bi prej prešla skozi tekočo fazo. To je mogoče doseči z manipuliranjem temperaturnih pogojev in Pritisk posebej za vsako trdno snov, s čimer se izognemo prehodu skozi tekočo fazo, preden dosežemo paro. Primer tega je sublimacija trdnega joda (I), kjer nastane plin vijolične barve.
Fizikalne lastnosti trdnega stanja
Snov v trdnem stanju ima naslednje značilnosti:
- Togost. Na splošno se trdna snov upira deformaciji. Na primer: zgibi, preponi, razcepi. Le če je njihov upor premagan, trdne snovi spremenijo obliko (trajno ali začasno, odvisno od njihove elastičnosti).
- Nestisljivost. Za razliko od plinov in tekočin trdnih snovi ni mogoče stisniti, torej njihovi delci ne morejo biti več skupaj. Namesto tega, ko so izpostavljeni ekstremnim tlačnim silam, se nagibajo k zlomu ali razpadu na manjše kose.
- Trdota. Na splošno so trdne snovi odporne na prodiranje drugih trdnih snovi, celo na praskanje njihove površine. To je znano kot trdota, fizična moč proti delovanju drugih trdnih snovi. Najtežja znana snov je diamant.
- Krhkost. Trdne snovi je mogoče razbiti na manjše koščke.
- Elastičnost. V nasprotju s krhkostjo in trdoto je elastičnost sposobnost določenih trdnih snovi, da se pod vplivom sile podvržejo trenutni deformaciji in se nato vrnejo v prvotno obliko, ko se delovanje omenjene sile konča. Elastični materiali imajo spomin oblike, ki jim omogoča, da se vrnejo v prejšnje stanje.
- Visoka gostota. Večina trdnih snovi ima a gostota relativno visoka, ker so delci, ki jih sestavljajo, zelo blizu skupaj.
- Gibljivost. Nekatera trdna telesa imajo sposobnost deformacije. Zaradi te lastnosti je mogoče dobiti tanke liste materiala brez lomljenja.
- Določena oblika. Ker so trdne snovi toge, imajo določene oblike in ne tečejo kot tekočine in plini.
Primeri trdnega stanja
Nekateri primeri snovi v trdnem stanju so:
- Kovine. Z izjemo živega srebra (Hg) kovine pri sobni temperaturi ohranijo svojo trdnost in trdoto zaradi kovinske povezave med njegovimi atomi. Če pa jim damo dovolj toplote (kot v kovačnicah ali livarnah), kovine tečejo kot tekočine in lahko prevzamejo druge oblike.
- led. Tekoča voda, ko se doseže zmrzišče, to je, ko se umakne kalorična energija Dokler ne doseže 0 ºC, kristalizira in se spremeni v led, prozorno in trdno snov.
- Kamni. Sestavljeni iz mineralov ter apnenčastih ali sedimentnih elementov, so kamni, ki jih najdemo na kateri koli cesti, najjasnejši primer možne trdnosti na planetu.
- Beton. Rezultat združitve materialov, kot so gramoz, voda in cement v prahu, najprej kot mokra pasta in nato kot izjemno trda snov pri sušenju, se dnevno uporablja v industrijo gradnje.
- Kosti. Mineraliziran s kalcijem iz naše prehrane, kosti našega telesa ali telesa katerega koli vretenčarska žival So tisti, ki telesu zagotavljajo največjo trdnost.