Vi forklarer, hvad den faste tilstand er, og hvad er de fysiske egenskaber ved denne stoftilstand. Eksempler på faste stoffer.
Hvad er den faste tilstand?
En fast tilstand kaldes en af de fire væsentlige former, som stof præsenteres i, sammen med væske, det soda og plasmatisk. Disse former kaldes tilstande af stofsammenlægning.
Stof i fast tilstand (eller blot faste stoffer) er karakteriseret ved et specifikt arrangement af dets partikler, baseret på meget stive og stærke forbindelser, hvilket udmønter sig i en meget veldefineret fysisk struktur. Dette sker på grund af kohæsionskræfterne mellem partiklerne, der er ansvarlige for at opretholde formen og bind solid, og for at give den en vis hårdhedsmargin og udholdenhed.
Disse kræfter kan dog overvindes gennem fysiske faseændringsprocesser, idet de er i stand til at omdanne et fast stof til en væske eller en gas. Sådanne processer kaldes:
- Fusion. Fysisk proces, der består i at ansøge varme til et solidt at øge din temperatur indtil du kommer til din smeltepunkt (temperatur ved hvilken det faste stof går over i flydende tilstand, ved denne temperatur eksisterer det faste stof og det flydende side om side i termodynamisk ligevægt). Når temperaturen overstiger dette punkt, stiger energien af det faste stof nok til at bryde samhørigheden mellem dets partikler og forårsager faseændringen. Smeltning afhænger også af det tryk, som det faste stof udsættes for.
- Sublimering. Fysisk proces, hvorved et bestemt fast stof passerer direkte ind i gasfasen uden først at passere gennem væskefasen. Dette kan opnås ved at manipulere temperaturforholdene og Tryk specifikt for hvert faststof, hvorved man undgår at gå gennem væskefasen, før det når dampen. Et eksempel på dette er sublimering af fast iod (I), hvor der produceres en violetfarvet gas.
Fysiske egenskaber i fast tilstand
Stof i fast tilstand har følgende egenskaber:
- Stivhed. Generelt modstår fast stof deformation. For eksempel: kinks, kinks, splits. Kun hvis deres modstand overvindes, ændrer de faste stoffer form (permanent eller midlertidigt, afhængigt af deres elasticitet).
- Ukomprimerbarhed. I modsætning til gasser og væsker kan faste stoffer ikke komprimeres, det vil sige, at deres partikler ikke længere kan være sammen. I stedet, når de udsættes for ekstreme trykkræfter, har de en tendens til at knække eller nedbrydes i mindre stykker.
- Hårdhed. Generelt er faste stoffer modstandsdygtige over for at blive penetreret af andre faste stoffer, selv mod at ridse deres overflade. Dette er kendt som hårdhed, den fysiske styrke mod virkningen af andre faste stoffer. Det hårdeste kendte stof er diamant.
- Skrøbelighed. Faste stoffer kan brydes i mindre stykker.
- Elasticitet. I modsætning til skørhed og hårdhed er elasticitet visse faste stoffers evne til at gennemgå en momentan deformation under påvirkning af en kraft og derefter vende tilbage til deres oprindelige form, når virkningen af nævnte kraft er afsluttet. Elastiske materialer har en formhukommelse, der giver dem mulighed for at vende tilbage til deres tidligere disposition.
- Stor tæthed. De fleste faste stoffer har en massefylde relativt høje, fordi de partikler, der udgør dem, er meget tæt på hinanden.
- Formbarhed. Nogle faste legemer har kapacitet til at blive bearbejdet ved deformation. På grund af denne egenskab kan tynde plader af et materiale opnås uden at gå i stykker.
- Defineret form. Da de er stive, har faste stoffer bestemte former og flyder ikke som væsker og gasser.
Eksempler i fast tilstand
Nogle eksempler på stof i fast tilstand er:
- Metallerne. Med eneste undtagelse af kviksølv (Hg) bevarer metaller ved stuetemperatur deres fasthed og hårdhed pga. metalled mellem hans atomer. Men hvis de får tilstrækkelig varme (som i smeder eller støberier), flyder metaller som væsker og kan antage andre former.
- Isen. Flydende vand, når det bringes til frysepunktet, det vil sige når det trækkes ud kalorie energi Indtil det når 0 ºC, krystalliserer det og bliver til is, et gennemsigtigt og fast stof.
- Stenene. Sammensat af mineraler og kalkholdige eller sedimentære elementer, er de sten, vi finder på enhver vej, det klareste eksempel på mulig soliditet på planeten.
- Betonen. Resultatet af sammensmeltningen af materialer som grus, vand og cement i pulver, først som en våd pasta og derefter som et ekstremt hårdt stof ved tørring, bruges det dagligt i industri af byggeriet.
- Knoglerne. Mineraliseret med calcium taget fra vores kost, knoglerne i vores krop eller kroppen af enhver hvirveldyr Det er dem, der giver den største soliditet til kroppen.