Агрегатное состояние

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Агрега́тное состоя́ние — термодинамическое состояние вещества, сильно отличающееся по своим физическим свойствам от других агрегатных состояний этого же вещества.

Агрегатное состояние определяется физическими условиями, в которых находится вещество, главным образом температурой и давлением.

Термин «агрегатное состояние» довольно размытый и часто слишком огрубляет свойства вещества. Так, почти все вещества в твёрдом агрегатном состоянии могут обладать, в зависимости от давления и температуры, несколькими различными термодинамическими фазами. Отличие понятия агрегатного состояния вещества от термодинамической фазы заключается в выделенном выше слове «сильно». Как правило, требуется, чтобы агрегатные состояния «выглядели» сильно по-разному. Термодинамические же фазы могут отличаться «незаметными глазу» величинами, такими как теплоемкость, структура кристаллической решетки и т. д. Так, например, для льда — воды в твердом агрегатном состоянии — насчитывается не менее 17 различных фаз. Поэтому при аккуратном рассуждении рекомендуется использовать именно термин «термодинамические фазы».

[править] Агрегатные состояния, наблюдающихся практически у всех веществ

• твердое тело (аморфное либо кристаллическое), держит как форму, так и объём.
• жидкость, характеризуется более низкой плотностью и промежуточными температурами. Жидкость держит объём, но не держит форму.
• газообразное состояние, характеризуется низкой плотностью и достаточно высокой температурой. Газ не держит ни форму, ни объём.
• сверхкритический флюид, который возникает при одновременном повышении температуры и давления до т. н. критической точки, в которой плотность жидкости сравнивается с плотностью газа; при этом исчезает граница между жидкой и газообразной фазами. Сверхкритичекий флюид отличается исключительно высокой растворяющей способностью

• плазма (часто называемое четвертое состояние вещества), представляет собой частично или полностью ионизованный газ и возникает при высокой температуре, от нескольких тысяч кельвинов и выше. В целом её свойства напоминают свойства газообразного состояния вещества, за исключением того факта, что для плазмы принципиальную роль играет электродинамика.

[править] Вырожденная материя

• Ферми-газ 1-я стадия Электронно-вырожденный газ, наблюдается в белых карликах, играет важныю роль в эволюции звезд
• 2-я стадия нейтронное состояние в него вещество переходит при сверхвысоком давлении, недостижимом пока в лаборатории, но существующем внутри нейтронных звёзд. При переходе в нейтронное состояние электроны вещества взаимодействуют с протонами и превращаются в нейтроны. В результате вещество в нейтронном состоянии полностью состоит из нейтронов и обладает плотностью порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть слишком высока (в энергетическом эквиваленте не более сотни МэВ).
• при сильном повышении температуры (сотни МэВ и выше) в нейтронном состоянии начинают рождаться и аннигилировать разнообразные мезоны. При дальнейшем повышении температуры происходит деконфайнмент, и вещество переходит в состояние кварк-глюонной плазмы. Оно состоит уже не из адронов, а из постоянно рождающихся и исчезающих кварков и глюонов. Возможно (1), деконфайнмент происходит в два этапа.
• При дальнейшем неограниченном повышении давления без повышения температуры вещество коллапсирует в чёрную дыру.
• При одновременном повышении и давления, и температуры к кваркам и глюонам добавляются иные частицы. Что происходит с веществом, пространством и временем при температурах, близких к планковской, пока неизвестно...

[править] Другие состояния

При глубоком охлаждении газы некоторых (далеко не всех) веществ переходят в состояние бозе-конденсата. Некоторые другие вещества при низких температурах переходят в сверхпроводящее или сверхтекучее состояние. Эти состояния безусловно являются отдельными термодинамическими фазами, однако их вряд ли стоит называть новыми агрегатными состояниями вещества в силу их неуниверсальности.

Неоднородные вещества типа паст, гелей, суспензий, аэрозолей и т. д., которые при определённых условиях демонстрируют свойства как твёрдых тел, так и жидкостей и даже газов, обычно относят к классу дисперсных материалов, а не к каким-либо конкретным агрегатным состояниям вещества.

Это незавершённая статья по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.