STAREA DE AGREGARE A MATERIEI

STAREA DE AGREGARE A MATERIEI

SOLIDA, SOLIDA MAGNETICA, SOLIDA RADIOACTIVA,

LICHIDA, GAZOASA,

PLASMA, SUPERPLASMA

Materia este definta prin proprietati mecanice, termice, electrice, radioactive, etc.

Materia se poate prezenta sub diferite stari de agregare.

Acestea pot fi: - solida

- solida magnetica

- solida radioactiva

- lichida

- gazoasa

- plasma

- superplasma

Solidele sunt alcatuite din doua (sau mai multe) substante care au proprietatea de a fi complet miscibile in stare solida.

Acestea sunt metalele si substantele chimice.

Solidele sunt caracterizate prin:

- forma si volum propriu, forma ramane neschimbata atata timp cat valoarea fortelor exterioare nu depaseste o anumita limita

- interactii foarte puternice intre moleculele (atomi sau ioni), in care se stabilesc legaturi chimice stabile

- structura diferita, in functie de starea cristalina sau amorfa in care se afla.

Prin cresterea temperaturii, corpurile solide se topesc si devin lichide.

Solida magnetica. Conform datelor transmise din antichitate, ciobani din Asia Mica din apropierea orasului Magnesia, au observat ca, unele bucati de fier gasite sunt atrase una de alta.

Bucatile de minereu de fier magnetic Fe3O4 au o magnetizare remanenta foarte puternica si sunt magneti permanenti naturali.

Proprietatea minereului de fier magnetic de a atrage obiecte metalice a primit denumirea de magnet, dupa numele vechiului oras Magnesia, unde a fost gasit pentru prima oara.

Magnetii permanenti sunt corpuri care creeaza in spatiul inconjurator un camp magnetic fara ca in ele sa existe vreun curent electric provenit de la o sursa de curent electric exterioara.

Magnetizarea permanenta a corpurilor feromagnetice este determinata de orientarea regiunilor de magnetizare spontana care se mentine vreme nedeterminata.

In magnetii permanenti are loc o miscare si o orientare permanenta a electronilor care au sarcina electrica negativa si a ionilor pozitivi care au sarcina electrica pozitiva si ca atare, avem sarcini electrice in miscare care produc campuri magnetice in structura solida a minereului.

In acest caz, apare un curent electric intern I, indreptat de la polaritatea magnetica pozitiva S spre polaritatea negativa N alcatuit din ioni pozitivi si un curent electric extern E, format din electroni care se deplaseaza pe suprafata exterioara a magnetului de la polaritatea magnetica negativa N spre polaritatea magnetica pozitiva S.

Datorita sarcinilor electrice aflate in miscare, apare in interiorul magnetului doua polaritati magnetice, polul magnetic negativ N in care exista un exces de sarcini negative, ionii negativi si polul magnetic pozitiv S in care exista un exces de sarcini pozitive, ionii pozitivi.

Astfel, in interiorul magnetului ionii pozitivi sunt atrasi spre polul magnetic negativ N in care exista electroni in exces, de unde preiau electroni lipsa si se transforma in atomi neutri care parasesc polaritatea magnetica negativa N si se stabilesc in zona neutra dintre cele doua polaritati magnetice.

Ionii negativi de la polul magnetic negativ N sunt atrasi si trec pe la suprafata exterioara a magnetului formand linii de camp magnetice, spre polul magnetic pozitiv S saracit de electroni.

La acest pol magnetic pozitiv S, ionii negativi care au un exces de electroni, cedeaza electronii suplimentari si se transforma in atomi neutri.

Atomi neutri parasesc polaritatea magnetica pozitiva S si se stabilesc in zona neutra dintre cele doua polaritati magnetice S si N.

Liniile de forta magnetice ale campului creat de un magnet permanent sunt asemanatoare cu liniile de camp ale unui solenoid.

Singura diferenta dintre un magnet permanent si un solenoid este aceea ca, in cazul magnetului permanent, nu putem stabili direct mersul liniilor de camp in interiorul corpului magnetului, liniile de camp apar la iesirea lor din capatul magnetic negativ N si intra in capatul pozitiv S, iar in cazul solenoidului se poate urmari mersul liniilor de camp magnetic in interiorul acestuia.

Actiunea campului magnetic se exercita in orice mediu, lemn, hartie, metale, spatiu vidat, etc.

Spatiul in care un magnet isi exercita actiunea, spunem ca, exista un camp magnetic. Intru cat actiunea magnetica nu poate fi impiedicata de substanta, campul magnetic se intinde la infinit.

Se cunoaste faptul ca, Pamantul este un magnet sferic imens ale carui linii de camp magnetice sunt identice cu cele ale unui magnet permanent. Cercetari ulterioare arata ca, Pamantul are doi poli magnetici N si S care nu coincid cu poli sai geografici.

In acest caz, putem spune ca, o sarcina electrica Q aflata intr-un mediu cu permitivitate data e, exista o regiune in acel spatiu in care oricare alta sarcina electrica q este supusa actiunii unei forte columbiene F = qQ/4per2, in aceea regiune a aparut o forma de existenta a materiei denumit camp electric al sarcini electrice, iar sarcina electrica in miscare produce un camp magnetic.

Din cele prezentate rezulta ca, proprietatea magnetica pe care o au anumite substante sau minereuri este produsa de sarcini electrice in miscare continua in interiorul si exteriorul acestora, iar ca rezultat al acestor deplasari se creeaza in exteriorul magnetilor sau alte corpuri, un camp electric format din sarcini electrice, electroni si ioni negativi care reprezinta o alta forma de manifestare a materiei, cunoscuta sub denumirea de efect ìcoronai, adica un corp inconjurat la exteriorul sau, de la polaritatea magnetica negativa N spre polaritatea magnetica pozitiva S de un camp de particule (sarcini) electrice negative si infinite.

Campul electric, magnetic si gravific reprezinta aceeasi forma structurala de existenta a materiei.

Solida radioactiva sunt minereurile si substantele radioactive care emit in mod continuu si constant radiatii radioactive a, b si g.

In conditii naturale minereurile radioactive se gasesc in stare solida, sub forma de metal, radiu (Ra), uraniu (U), etc., iar ulterior s-a descoperit radonul (Rn) sau emanatia de radiu care este un gaz rar radioactiv obtinut in procesul de transformare radioactiva a radiului.

Minereurile si substantele radioactive emit in mod continuu si constant, anumite particule si radiatii din interiorul nucleului lor sub forma de radiatii radioactive a, b si g.

Acest proces de emisie de particule si radiatii, spontana si independenta de vointa omului de catre minereurile si substantele radioactive se numeste dezintegrare nucleara radioactiva.

In timpul proceselor de dezintegrare b si a elementele sufera transformari profunde, trecand in alte elemente cu numar mai mic sau mai mare de ordine.

Prin dezintegrare radioactiva din interiorul nucleului atomic sunt expulzate diferite particule cum ar fi: pozitroni care compune radiatia

a, electroni care constituie radiatia b, neutrini care formeaza radiatia g moale si fotoni nucleari care alcatuieste radiatia g dura.

Minereurile si substantele radioactive se caracterizeaza prin:

- interactii foarte puternice intre particulele emise si substanta, moleculele, atomii si particulele intalnite in drumul lor, ionizand sau modificand structura lor interioara.

- structura atomica oscilanta, in functie de procesele de dezintegrare care au loc in interiorul nucleului atomic.

Lichidele sunt corpuri aflate intr-o stare de agregare intermediara intre starea solida si gazoasa.

Lichidele sunt caracterizate prin:

- au volum propriu, iau forma vasului in care se afla si formeaza suprafete de separare intre ele si vaporii lor sau alte lichide

- inetractii suficient de puternice intre molecule pentru a se forma complexe moleculare de masa variabila.

Orice lichid la o anumita temperatura, specifica si fixa pentru orice lichid si la o presiune data, se vaporizeaza si trece in starea gazoasa.

Gazele sunt corpuri aflate intr-o stare de agregare caracterizata prin coeziune neansemnata, moleculele acestuia aflandu-se la distante mari unele fata de altele.

Gazele sunt caracterizate prin:

- iau forma si volumul vasului in care se gasesc

- interactii slabe, uneori neglijabile, intre molecule care devin puternice in momentul ciocniri lor

- compresibilitate mare.

Plasma este un gaz in care atomii se afla in stare de ionizare, ca urmare a pierderii unuia sau mai multor electroni ce coexista impreuna cu restul gazului. In plasma gasim: fotoni, electroni, ioni (incarcati pozitiv) si atomi sau molecule (neutre).

Fenomenul este acelasi in toate situatiile, din invelisul electronic al atomului sunt mulsi unul sau mai multi electroni, atomul ramanand incarcat pozitiv (ion), adica se produce ionizarea atomului.

In functie de temperatura in care are loc fenomenul de descompunere in partile componente: fotoni, electroni, ioni pozitivi si atomi sau molecule neutre, adica particule libere, plasma este fierbinte sau rece.

Plasma fierbinte se obtine prin incalzirea gazului la temperaturi foarte mari, cuprinsa intre valorile 15 000o - 70 000oK.

Plasma rece se obtine prin:

- iluminare cu radiatii ultraviolete

- iluminare cu radiatii X

descarcare electrica in gaze (in tuburi fluorescente).

Materia, substanta se poate descompune in partile sale componente prin: efectul Compton, cu ajutorul fotonilor care au o energie foarte mare si sunt: fotoni ultravioleti, nucleari g sau X (Rontgen) care interactioneaza atat cu invelisul electronic, electronii, cat si cu nucleul atomic cu protonii si neutronii, particule pe care le pot smulge de pe orbitele lor devenind particule libere.

De obicei gazele se afla in stare moleculara si nu atomica.

Moleculele de hidrogen sunt biatomice, deci fiecare contine cate doi atomi de hidrogen care la randul lor sunt compusi din cate un proton si un electron. In total doi protoni si doi electroni.

Prin iluminare cu radiatii ultraviolete producem ionizarea moleculei de hidrogen, mai intai, aceasta se separa in cei doi atomi, iar dupa aceea amandoi sunt ionizati. Daca ionizarea este totala, atunci in locul moleculei de hidrogen ne vom afla in prezenta a patru particule elementare libere, doi electroni si doi protoni. Apare plasma.

In prezent se urmareste posibilitatea obtinerii plasmei perfecte sau totale, adica descompunerea atomilor in partile lor componente in electroni, protoni si neutroni liberi, nu numai din gaze, dar si din lichide.

Prin interactiunea fotonilor ultravioleti cu particulele lichidelor acestea prin ionizare se vaporizeaza, dupa aceea se transforma in gaze care si acestea tot prin ionizare se descompun in particule atomice elementare libere fotoni, electroni, protoni si neutroni. Astfel, apare plasma din lichide.

Superplasma constituie acel gaz in care atomii materiei sunt descompusi in particulele atomice elementare libere electroni, protoni si neutroni si subatomice electroni-pozitroni si electroni-neutrini.

Superplasma se poate obtine prin efectul Compton si interactiunea fotonilor nucleari g sau X cu:

- invelisul electronic al atomului, electronii si cu nucleul atomic, protonii, neutronii, particule pe care le pot smulge de pe orbitele lor devenind particule libere.

- particulele nucleelor atomice protoni si neutroni care smulg din interiorul acestora particule subatomice: electroni-pozitroni si electroni-neutrini, rezultand particule subatomice libere.

Aici trebuie facuta o precizare foarte importanta, indiferent de modul de descompunere al atomului in partile sale componente, intotdeauna particulele rezultate, vor alcatui fluide de radiatii electromagnetice.

In cazul acesta putem spune ca, prin dezintegrare nucleara radioactiva se obtin, fluide de radiatii electromagnetice a, þ si g.