I fysik er en tilstand af materie en af de fire almindelige former, som ethvert stof i naturen kan antage: fast , flydende , gas , plasma . Forskellige egenskaber for stof adskiller sig efter tilstanden: grad af samhørighed , tæthed , krystallinsk struktur , brydningsindeks ... Disse egenskaber resulterer i forskellige "adfærd", beskrevet af fysikens love: formbarhed , duktilitet , viskositet , lovidealgasser . ..
De fire mest kendte stater, som ethvert stof kan tage, afhængigt af temperatur og trykforhold, er:
Der findes andre mere eksotiske tilstande af stof, de kan kun opnås for visse materialer under visse betingelser:
Sags opførsel er ikke altid ensartet inden for samme tilstand. Der er således mellemliggende tilstande, hvor vi observerer et faststof, der opfører sig som et væske (pulverformigt eller granulært materiale) eller tværtimod en væske med visse egenskaber, der er specifikke for faste stoffer. Disse adfærdsmønstre kan skyldes mere eller mindre intime blandinger mellem flere faser, kaldet flerfasede tilstande ( emulsioner , pastaer , skum , pulvere , geler , aerosoler , etc. ).
Man kan også møde sagen i en tilstand ud af termodynamisk ligevægt; materialets egenskaber afhænger derefter af tiden, fordi materialet slapper af uden nogensinde at nå termodynamisk ligevægt. Ethvert rumligt heterogent materiale vil komme under denne definition, for så vidt som disse rumlige heterogeniteter vil resultere i indre spændinger, hvilket indebærer en termodynamisk ustabil tilstand. Ikke desto mindre kan afslapningstiderne for sådanne systemer nå så lange varigheder, at de ikke kan observeres eksperimentelt (op til flere titusinder af år).
Blandt disse materialer er der mange systemer af blødt stof, hverken fast eller flydende, såsom glas , geler eller pasta. Det er så ikke længere muligt at tale om et fasediagram (idet der henvises til en termodynamisk stabil tilstand af stof), hvilket udtryk, der blev brugt, da var det for tilstandsdiagram. Tilstandsdiagrammer, der forener opførsel af overbelastede systemer, er blevet etableret for mange systemer med interaktioner frastødende (kornede, briller med volumenekskluderet interaktion osv.) Af Liu og Nagel i 1998 såvel som for systemer med interaktion af attraktiv type ved Trappe, Prasad, Cipelletti, Segre og Weitz, i 2001.
På makroskopisk skala er et fast stof:
I fast tilstand er partikler ( atomer , molekyler eller ioner ) bundet til hinanden ved kemiske bindinger, der fastgør deres relative positioner.
På en makroskopisk skala, en væske:
I flydende tilstand er partiklerne svagt bundet: I modsætning til fast tilstand kan de bevæge sig spontant i forhold til hinanden (deformerbarhed), men i modsætning til luftformen er de ikke uafhængige (komprimerbarhed). Vi kan også sige, at deres termiske energi er tilstrækkelig til at give dem mulighed for at bevæge sig, men ikke undslippe ...
Den flydende tilstand er en flydende tilstand , dvs. perfekt deformerbar.
På en makroskopisk skala, en gas:
I gasform er partiklerne meget svagt bundet, næsten uafhængige (de betragtes som uafhængige i den ideelle gasmodel , der beskriver opførselen af lavtryksgasser godt ).
Ligesom den flydende tilstand er gasformen en flydende tilstand.
Et legeme i luftform består kun af atomer og molekyler.
På en makroskopisk skala , et plasma :
I plasmatilstand løsnes partiklerne fra deres elektroner, det kaldes en kvarksuppe, når plasmatilstanden strækker sig over en lang afstand.
stat | Kondenseret tilstand | Væske | Form | Bind | Kompressibilitet | Broadcast kapacitet |
---|---|---|---|---|---|---|
Solid | Ja | Ingen | Defineret | Defineret | Næsten nul | Ikke noget |
Væske | Ja | Ja | Ubestemt | Defineret | Meget svag | Langsom |
Gas | Ingen | Ja | Ubestemt | Ubestemt | Meget høj | Meget hurtig |
Plasma | Ingen | Ja | Ubestemt | Ubestemt | Ekstrem | Ekstrem |
Overgangen fra en materietilstand til en anden kaldes en tilstandsændring. Denne ændring finder sted under virkning af en ændring i volumen, temperatur og / eller tryk.