เคมี - มีความสำคัญในสภาพแวดล้อมของเรา
บทนำ
ทุกสิ่งที่พบในจักรวาลนี้ประกอบด้วยวัสดุบางอย่างนักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อให้ว่า “matter.” ตัวอย่างเช่นอาหารที่เรากินอากาศที่เราหายใจก้อนหินเมฆดวงดาวพืชสัตว์น้ำฝุ่นทุกอย่างถูกจัดประเภทเป็นสสาร
ลักษณะของอนุภาคของสสาร
อนุภาคของสสารมีขนาดเล็กมากโดยปกติไม่สามารถมองเห็นได้จากตาเปล่า
อนุภาคของสสารเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องซึ่งเรียกว่า “kinetic energy.”
พลังงานจลน์ของอนุภาคขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยตรงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความเร็วของการเคลื่อนที่ก็เพิ่มขึ้นด้วย
อนุภาคของสสารมีแรงดึงดูด ดังนั้นจึงดึงดูดซึ่งกันและกัน
แรงดึงดูดของอนุภาคทำให้อนุภาคอยู่ด้วยกัน อย่างไรก็ตามความแข็งแกร่งของแรงดึงดูดนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละเรื่อง
สถานะของสสาร
สสารมีสามสถานะดังต่อไปนี้ -
Solid State
Liquid State
Gaseous State
มาพูดคุยกันโดยสังเขป -
โซลิดสเตท
วัสดุที่เป็นของแข็งทั้งหมดมีรูปร่างที่แน่นอนขอบเขตที่แตกต่างกันและปริมาตรคงที่
วัสดุที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่มีความสามารถในการบีบอัดเล็กน้อย
วัสดุที่เป็นของแข็งทั้งหมดมีแนวโน้มตามธรรมชาติในการรักษารูปร่างเมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอก
วัสดุที่เป็นของแข็งสามารถแตกหักได้ภายใต้แรงกระทำ แต่ยากที่จะเปลี่ยนรูปร่างเนื่องจากมีความแข็ง
สถานะของเหลว
ของเหลวไม่มีรูปร่างคงที่ต่างจากของแข็ง อย่างไรก็ตามมีปริมาตรคงที่
ของเหลวจะเป็นรูปร่างของภาชนะที่เก็บไว้
ของเหลวมีคุณสมบัติในการไหลและเปลี่ยนรูปร่าง
สถานะก๊าซ
สสารในรูปของอากาศซึ่งไม่เป็นของแข็งหรือของเหลวเรียกว่าแก๊ส ตัวอย่างเช่นออกซิเจนไนโตรเจนไฮโดรเจนเป็นต้น
ก๊าซไม่มีขนาดและรูปร่างที่แน่นอนแตกต่างจากของแข็ง
ก๊าซเช่นก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG - ใช้ในการปรุงอาหาร) ก๊าซธรรมชาติอัด (CNG - ใช้เป็นเชื้อเพลิงในยานยนต์) ฯลฯ มีความสามารถในการบีบอัดสูง ดังนั้นก๊าซปริมาณมากสามารถบีบอัดลงในกระบอกสูบขนาดเล็กและสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย
โดยปกติแล้วก๊าซจะแสดงคุณสมบัติของการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปยังก๊าซอื่น ๆ นี่คือเหตุผลที่ทำให้เราได้กลิ่น (ทั้งดีหรือไม่ดี) จากระยะไกล
สสารสามารถเปลี่ยนสถานะได้
น้ำมีอยู่ในทั้งสามสถานะเช่นน้ำแข็งเป็นของแข็ง น้ำ (H2O) เป็นของเหลว และไอน้ำเป็นก๊าซ แผนภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของน้ำในสถานะต่างๆ -
อุณหภูมิที่ของแข็งละลายและเปลี่ยนเป็นของเหลว (ที่ความดันบรรยากาศที่กำหนด) เรียกว่า “melting point.”
จุดหลอมเหลวของของแข็งเป็นตัวบ่งชี้ความแรงของแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคของมัน
จุดหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ 273.16 K คือ 0 0 C
กระบวนการหลอม (เช่นการเปลี่ยนสถานะของแข็งเป็นสถานะของเหลว) เรียกว่า fusion.
ปริมาณพลังงานความร้อนซึ่งต้องใช้ในการเปลี่ยนวัสดุแข็ง 1 กิโลกรัมเป็นวัสดุเหลวที่ความดันบรรยากาศที่กำหนดเรียกว่า latent heat ของฟิวชั่น
อุณหภูมิที่ของเหลวเริ่มเดือดที่ความดันบรรยากาศที่กำหนดเรียกว่า “boiling point.”
จุดเดือดของน้ำคือ 373 K คือ 100 0 C
การเปลี่ยนสถานะของสสารโดยตรงจากของแข็งเป็นก๊าซโดยไม่เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว (หรือในทางกลับกัน) เรียกว่า “sublimation.”
ปรากฏการณ์เช่นการเปลี่ยนของเหลวเป็นไอที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดเรียกว่า “evaporation.”
คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง (CO 2 ) ถูกเก็บไว้ภายใต้ความดันสูง
Solid CO 2จะถูกเปลี่ยนเป็นสถานะก๊าซโดยตรงเมื่อความดันลดลงถึง 1 บรรยากาศ
Atmosphere(atm) เป็นหน่วยวัดความดันที่กระทำโดยก๊าซและหน่วยของความดันคือ Pascal (Pa) 1 บรรยากาศ = 1.01 × 105 Pa.
สภาวะที่สี่ของสสาร
Plasma คือสถานะที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีพลังและตื่นเต้นมาก
อนุภาคซุปเปอร์ตื่นเต้นพบได้ในรูปของก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน เช่นหลอดนีออน (ซึ่งมีก๊าซฮีเลียม) และหลอดไฟนีออน (ซึ่งมีก๊าซนีออน) ประกอบด้วยพลาสมา