I fysikk er en tilstand av materie en av de fire vanlige formene som et hvilket som helst stoff i naturen kan ha: fast , væske , gass , plasma . Ulike egenskaper av materie skiller seg ut fra tilstanden: grad av kohesjon , tetthet , krystallstruktur , brytningsindeks ... Disse egenskapene resulterer i forskjellig "oppførsel", beskrevet av fysikkens lover: smidbarhet , duktilitet , viskositet , lovidealgasser . ..
De fire mest kjente tilstandene som ethvert stoff kan ta, avhengig av temperatur og trykkforhold, er:
Andre mer eksotiske tilstander av materie eksisterer, de er bare oppnåelige for visse materialer under visse forhold:
Oppførselen til materie er ikke alltid ensartet i samme tilstand. Dermed er det mellomtilstander hvor vi observerer et fast stoff som oppfører seg som et væske (pulveraktig eller granulært materiale) eller tvert imot en væske som har visse egenskaper som er spesifikke for faste stoffer. Denne oppførselen kan skyldes mer eller mindre intime blandinger mellom flere faser, kalt flerfasetilstander ( emulsjoner , pastaer , skum , pulver , geler , aerosoler , etc. ).
Man kan også møte saken i en tilstand utenfor termodynamisk likevekt; egenskapene til materialet avhenger da av tid, fordi materialet slapper av uten å nå termodynamisk likevekt. Ethvert romlig heterogent materiale vil komme under denne definisjonen i den grad disse romlige heterogenitetene vil resultere i indre spenninger og dermed antyde en termodynamisk ustabil tilstand. Likevel kan avslapningstidene til slike systemer nå så lange varigheter at de ikke kan observeres eksperimentelt (går opp til flere titusenvis av år).
Blant disse materialene er det mange systemer av mykt materiale, verken fast eller flytende, slik som glass , geler eller pastaer. Det er da ikke lenger mulig å snakke om et fasediagram (med henvisning til en termodynamisk stabil tilstand av materie), begrepet brukt da er det for tilstandsdiagram. Statlige diagrammer som forener oppførselen til overbelastede systemer er etablert for mange systemer med avstøtende type interaksjoner (granulær, briller med volum-ekskludert interaksjon, etc.) av Liu og Nagel i 1998, samt for systemer med interaksjon av attraktiv type ved Trappe, Prasad, Cipelletti, Segre og Weitz, i 2001.
På makroskopisk skala , en solid:
I fast tilstand er partikler ( atomer , molekyler eller ioner ) knyttet til hverandre ved kjemiske bindinger som fester deres relative posisjoner.
På en makroskopisk skala, en væske:
I flytende tilstand er partiklene svakt bundet: i motsetning til fast tilstand kan de bevege seg spontant i forhold til hverandre (deformerbarhet), men i motsetning til gassform er de ikke uavhengige (komprimerbarhet). Vi kan også si at deres termiske energi er tilstrekkelig til å tillate dem å bevege seg, men ikke å unnslippe ...
Den flytende tilstanden er en flytende tilstand , det vil si perfekt deformerbar.
På en makroskopisk skala, en gass:
I gassform er partiklene veldig svakt bundet, nesten uavhengige (de anses som uavhengige i den ideelle gassmodellen , som beskriver oppførselen til lavtrykksgasser godt ).
I likhet med flytende tilstand er gassform en flytende tilstand.
En kropp i gassform består bare av atomer og molekyler.
På en makroskopisk skala , et plasma :
I plasmatilstand blir partiklene løsrevet fra elektronene, det kalles en kvarksuppe når plasmatilstanden strekker seg over en lang avstand.
stat | Kondensert tilstand | Væske | Skjema | Volum | Kompressibilitet | Kringkastingsevne |
---|---|---|---|---|---|---|
Fast | Ja | Nei | Definert | Definert | Praktisk talt null | Ingenting |
Væske | Ja | Ja | Ubestemt | Definert | Meget svak | Sakte |
Gass | Nei | Ja | Ubestemt | Ubestemt | Veldig høy | Veldig fort |
Plasma | Nei | Ja | Ubestemt | Ubestemt | Ekstrem | Ekstrem |
Overgangen fra en tilstand av materie til en annen kalles en tilstandsendring. Denne endringen skjer under påvirkning av endring i volum, temperatur og / eller trykk.