पदार्थ की कुल अवस्था

पदार्थ- रासायनिक बंधों द्वारा परस्पर जुड़े कणों का एक वास्तविक जीवन सेट और कुछ शर्तों के तहत एकत्रीकरण के राज्यों में से एक में। किसी भी पदार्थ में बहुत बड़ी संख्या में कणों का संग्रह होता है: परमाणु, अणु, आयन, जो एक दूसरे के साथ सहयोगियों में जुड़ सकते हैं, जिन्हें समुच्चय या क्लस्टर भी कहा जाता है। सहयोगियों में कणों के तापमान और व्यवहार के आधार पर (कणों की पारस्परिक व्यवस्था, उनकी संख्या और एक सहयोगी में बातचीत, साथ ही अंतरिक्ष में सहयोगियों का वितरण और एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत), एक पदार्थ दो मुख्य राज्यों में हो सकता है। एकत्रीकरण का - क्रिस्टलीय (ठोस) या गैसीय,और एकत्रीकरण के संक्रमणकालीन राज्यों में - अनाकार (ठोस), लिक्विड क्रिस्टल, तरल और वाष्प।एकत्रीकरण की ठोस, लिक्विड-क्रिस्टल और तरल अवस्थाएँ संघनित होती हैं, और वाष्पशील और गैसीय रूप से डिस्चार्ज होती हैं।

अवस्था- यह सजातीय सूक्ष्मजीवों का एक सेट है, जो समान क्रम और कणों की एकाग्रता की विशेषता है और एक इंटरफ़ेस से बंधे पदार्थ के मैक्रोस्कोपिक वॉल्यूम में संलग्न है। इस समझ में, चरण केवल उन पदार्थों के लिए विशेषता है जो क्रिस्टलीय और गैसीय अवस्था में होते हैं, क्योंकि वे सजातीय समुच्चय राज्य हैं।

मेटाफ़ेज़- यह विषम सूक्ष्म क्षेत्रों का एक सेट है जो कणों के क्रम या उनकी एकाग्रता की डिग्री में एक दूसरे से भिन्न होता है और एक इंटरफ़ेस से बंधे पदार्थ के मैक्रोस्कोपिक वॉल्यूम में संलग्न होता है। इस समझ में, मेटाफ़ेज़ केवल उन पदार्थों के लिए विशेषता है जो एकत्रीकरण के अमानवीय संक्रमण राज्यों में हैं। विभिन्न चरण और रूपक एक दूसरे के साथ मिल सकते हैं, एकत्रीकरण की एक स्थिति बनाते हैं, और फिर उनके बीच कोई इंटरफ़ेस नहीं होता है।

आमतौर पर "मूल" और "संक्रमणकालीन" एकत्रीकरण की स्थिति की अवधारणा को अलग नहीं करते हैं। "कुल राज्य", "चरण" और "मेसोफ़ेज़" की अवधारणाओं को अक्सर समानार्थक शब्द के रूप में उपयोग किया जाता है। पदार्थों की अवस्था के लिए पाँच संभावित समग्र अवस्थाओं पर विचार करना उचित है: ठोस, लिक्विड क्रिस्टल, तरल, वाष्प, गैसीय।एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण को पहले और दूसरे क्रम का चरण संक्रमण कहा जाता है। पहले प्रकार के चरण संक्रमण की विशेषता है:

भौतिक परिमाण में अचानक परिवर्तन जो पदार्थ की स्थिति (आयतन, घनत्व, चिपचिपाहट, आदि) का वर्णन करता है;

एक निश्चित तापमान जिस पर एक निश्चित चरण संक्रमण होता है

एक निश्चित ऊष्मा जो इस संक्रमण की विशेषता है, क्योंकि अंतर-आणविक बंधनों को तोड़ना।

एकत्रीकरण के एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान पहली तरह के चरण संक्रमण देखे जाते हैं। दूसरे प्रकार के चरण संक्रमण तब देखे जाते हैं जब एकत्रीकरण की एक ही अवस्था में कणों का क्रम बदल जाता है, और इसकी विशेषता होती है:

किसी पदार्थ के भौतिक गुणों में क्रमिक परिवर्तन;

बाहरी क्षेत्रों की ढाल की क्रिया के तहत या एक निश्चित तापमान पर किसी पदार्थ के कणों के क्रम में परिवर्तन, जिसे चरण संक्रमण तापमान कहा जाता है;

दूसरे क्रम के चरण संक्रमण की गर्मी शून्य के बराबर और करीब है।

पहले और दूसरे क्रम के चरण संक्रमणों के बीच मुख्य अंतर यह है कि पहली तरह के संक्रमण के दौरान, सबसे पहले, सिस्टम के कणों की ऊर्जा बदल जाती है, और दूसरी तरह के संक्रमण के मामले में, क्रम का क्रम सिस्टम के कण बदल जाते हैं।

किसी पदार्थ का ठोस से द्रव अवस्था में संक्रमण कहलाता है गलनऔर इसके गलनांक की विशेषता है। किसी पदार्थ का द्रव से वाष्प अवस्था में संक्रमण कहलाता है वाष्पीकरणऔर क्वथनांक द्वारा विशेषता। एक छोटे आणविक भार और कमजोर अंतर-आणविक संपर्क वाले कुछ पदार्थों के लिए, तरल अवस्था को दरकिनार करते हुए, ठोस अवस्था से वाष्प अवस्था में सीधा संक्रमण संभव है। इस तरह के एक संक्रमण कहा जाता है उच्च बनाने की क्रियाये सभी प्रक्रियाएं विपरीत दिशा में आगे बढ़ सकती हैं: तब उन्हें कहा जाता है हिमीकरण, संघनन, ऊर्ध्वपातन।

पदार्थ जो पिघलने और उबालने के दौरान विघटित नहीं होते हैं, तापमान और दबाव के आधार पर, एकत्रीकरण के सभी चार राज्यों में हो सकते हैं।

ठोस अवस्था

पर्याप्त रूप से कम तापमान पर, लगभग सभी पदार्थ ठोस अवस्था में होते हैं। इस अवस्था में, किसी पदार्थ के कणों के बीच की दूरी स्वयं कणों के आकार के बराबर होती है, जो उनकी मजबूत अंतःक्रिया और गतिज ऊर्जा पर उनकी संभावित ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त सुनिश्चित करती है। । इससे कणों की व्यवस्था में आंतरिक व्यवस्था होती है। इसलिए, ठोस पदार्थों को उनके स्वयं के आकार, यांत्रिक शक्ति, निरंतर मात्रा (वे व्यावहारिक रूप से असम्पीडित हैं) की विशेषता है। कणों के क्रम की डिग्री के आधार पर, ठोस को विभाजित किया जाता है क्रिस्टलीय और अनाकार।

क्रिस्टलीय पदार्थ सभी कणों की व्यवस्था में क्रम की उपस्थिति की विशेषता है। क्रिस्टलीय पदार्थों के ठोस चरण में ऐसे कण होते हैं जो एक सजातीय संरचना बनाते हैं, जो सभी दिशाओं में एक ही इकाई कोशिका की सख्त दोहराव की विशेषता होती है। क्रिस्टल की प्राथमिक कोशिका कणों की व्यवस्था में त्रि-आयामी आवधिकता की विशेषता है, अर्थात। इसकी क्रिस्टल जाली। क्रिस्टल जाली को क्रिस्टल बनाने वाले कणों के प्रकार और उनके बीच आकर्षक बलों की प्रकृति के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

कई क्रिस्टलीय पदार्थ, स्थितियों (तापमान, दबाव) के आधार पर, एक अलग क्रिस्टलीय संरचना हो सकती है। इस घटना को कहा जाता है बहुरूपता।कार्बन के प्रसिद्ध बहुरूपी संशोधन: ग्रेफाइट, फुलरीन, हीरा, कार्बाइन।

अनाकार (आकारहीन) पदार्थ।यह राज्य पॉलिमर के लिए विशिष्ट है। लंबे अणु आसानी से झुक जाते हैं और अन्य अणुओं के साथ जुड़ जाते हैं, जिससे कणों की व्यवस्था में अनियमितता होती है।

अनाकार कणों और क्रिस्टलीय कणों के बीच अंतर:

आइसोट्रॉपी - सभी दिशाओं में किसी पिंड या माध्यम के भौतिक और रासायनिक गुणों की समानता, अर्थात। दिशा से संपत्तियों की स्वतंत्रता;

कोई निश्चित गलनांक नहीं।

ग्लास, फ्यूज्ड क्वार्ट्ज और कई पॉलिमर में एक अनाकार संरचना होती है। अनाकार पदार्थ क्रिस्टलीय पदार्थों की तुलना में कम स्थिर होते हैं, और इसलिए कोई भी अनाकार शरीर अंततः ऊर्जावान रूप से अधिक स्थिर अवस्था में जा सकता है - एक क्रिस्टलीय।

तरल अवस्था

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, कणों के ऊष्मीय कंपन की ऊर्जा बढ़ती है, और प्रत्येक पदार्थ के लिए एक तापमान होता है, जिससे शुरू होकर थर्मल कंपन की ऊर्जा बांड की ऊर्जा से अधिक हो जाती है। कण एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरण करते हुए विभिन्न गति कर सकते हैं। वे अभी भी संपर्क में रहते हैं, हालांकि कणों की सही ज्यामितीय संरचना का उल्लंघन होता है - पदार्थ तरल अवस्था में मौजूद होता है। कणों की गतिशीलता के कारण, तरल अवस्था में ब्राउनियन गति, प्रसार और कणों की अस्थिरता की विशेषता होती है। एक तरल की एक महत्वपूर्ण संपत्ति चिपचिपाहट है, जो अंतर-सहयोगी बलों की विशेषता है जो एक तरल के मुक्त प्रवाह को रोकते हैं।

तरल पदार्थ पदार्थों की गैसीय और ठोस अवस्था के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं। गैस की तुलना में अधिक व्यवस्थित संरचना, लेकिन एक ठोस से कम।

भाप और गैसीय अवस्थाएँ

वाष्प-गैसीय अवस्था आमतौर पर प्रतिष्ठित नहीं होती है।

गैस - यह एक अत्यंत दुर्लभ सजातीय प्रणाली है, जिसमें अलग-अलग अणु एक दूसरे से दूर होते हैं, जिसे एकल गतिशील चरण माना जा सकता है।

भाप - यह एक अत्यधिक निर्वहन वाली अमानवीय प्रणाली है, जो अणुओं और इन अणुओं से युक्त अस्थिर छोटे सहयोगियों का मिश्रण है।

आणविक-गतिज सिद्धांत निम्नलिखित प्रावधानों के आधार पर एक आदर्श गैस के गुणों की व्याख्या करता है: अणु निरंतर यादृच्छिक गति करते हैं; अंतर-आणविक दूरियों की तुलना में गैस के अणुओं का आयतन नगण्य होता है; गैस के अणुओं के बीच कोई आकर्षक या प्रतिकारक बल नहीं होते हैं; गैस के अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा उसके निरपेक्ष तापमान के समानुपाती होती है। इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की ताकतों की तुच्छता और एक बड़ी मुक्त मात्रा की उपस्थिति के कारण, गैसों की विशेषता है: तापीय गति और आणविक प्रसार की उच्च गति, अणुओं की अधिक से अधिक मात्रा पर कब्जा करने की इच्छा, साथ ही साथ उच्च संपीड्यता .

एक पृथक गैस-चरण प्रणाली को चार मापदंडों की विशेषता है: दबाव, तापमान, आयतन, पदार्थ की मात्रा। इन मापदंडों के बीच संबंध एक आदर्श गैस के लिए राज्य के समीकरण द्वारा वर्णित है:

R = 8.31 kJ/mol सार्वत्रिक गैस नियतांक है।

सबसे व्यापक ज्ञान एकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं के बारे में है: तरल, ठोस, गैसीय, कभी-कभी वे प्लाज्मा के बारे में सोचते हैं, कम अक्सर लिक्विड क्रिस्टल। हाल ही में, प्रसिद्ध () स्टीफन फ्राई से ली गई पदार्थ के 17 चरणों की एक सूची इंटरनेट पर फैल गई है। इसलिए, हम उनके बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे, क्योंकि। ब्रह्मांड में होने वाली प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए किसी को पदार्थ के बारे में थोड़ा और जानना चाहिए।

नीचे दी गई पदार्थ की कुल अवस्थाओं की सूची सबसे ठंडे राज्यों से बढ़कर सबसे गर्म हो जाती है, और इसी तरह। जारी रखा जा सकता है। उसी समय, यह समझा जाना चाहिए कि गैसीय अवस्था (नंबर 11) से, सूची के दोनों किनारों पर सबसे "विस्तारित", पदार्थ के संपीड़न की डिग्री और उसके दबाव (ऐसे अस्पष्टीकृत काल्पनिक के लिए कुछ आरक्षणों के साथ) क्वांटम, रे, या कमजोर रूप से सममित) वृद्धि के रूप में राज्य। पाठ के बाद पदार्थ के चरण संक्रमण का एक दृश्य ग्राफ दिया गया है।

1. क्वांटम- पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति, जब तापमान पूर्ण शून्य तक गिर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक बंधन गायब हो जाते हैं और पदार्थ मुक्त क्वार्क में टूट जाता है।

2. बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट- पदार्थ की समग्र अवस्था, जो पूर्ण शून्य के करीब तापमान पर ठंडा किए गए बोसोन पर आधारित होती है (पूर्ण शून्य से एक डिग्री के दस लाखवें हिस्से से भी कम)। इस तरह की अत्यधिक ठंडी अवस्था में, पर्याप्त रूप से बड़ी संख्या में परमाणु अपनी न्यूनतम संभव क्वांटम अवस्थाओं में खुद को पाते हैं, और क्वांटम प्रभाव मैक्रोस्कोपिक स्तर पर खुद को प्रकट करना शुरू कर देते हैं। एक बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट (जिसे अक्सर "बोस कंडेनसेट" या बस "बैक" कहा जाता है) तब होता है जब आप किसी रासायनिक तत्व को बेहद कम तापमान (आमतौर पर पूर्ण शून्य से ऊपर, शून्य से 273 डिग्री सेल्सियस) तक ठंडा करते हैं, सैद्धांतिक तापमान है। जिस पर सब कुछ चलना बंद हो जाता है)।
यहीं से अजीबोगरीब चीजें होने लगती हैं। आमतौर पर केवल परमाणु स्तर पर देखने योग्य प्रक्रियाएं अब बड़े पैमाने पर होती हैं जिन्हें नग्न आंखों से देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि आप बीकर में "बैक" डालते हैं और वांछित तापमान प्रदान करते हैं, तो पदार्थ दीवार पर रेंगना शुरू कर देगा और अंततः अपने आप बाहर निकल जाएगा।
जाहिर है, यहां हम अपनी ऊर्जा को कम करने के लिए पदार्थ द्वारा एक व्यर्थ प्रयास से निपट रहे हैं (जो पहले से ही सभी संभावित स्तरों में सबसे कम है)।
शीतलन उपकरण का उपयोग करके परमाणुओं को धीमा करने से एक विलक्षण क्वांटम अवस्था उत्पन्न होती है जिसे बोस कंडेनसेट या बोस-आइंस्टीन के रूप में जाना जाता है। इस घटना की भविष्यवाणी ए. आइंस्टीन ने 1925 में एस. बोस के काम के सामान्यीकरण के परिणामस्वरूप की थी, जहां सांख्यिकीय यांत्रिकी कणों के लिए बनाया गया था, जिसमें द्रव्यमान रहित फोटॉन से लेकर द्रव्यमान वाले परमाणु शामिल थे (आइंस्टीन की पांडुलिपि, जिसे खोया हुआ माना जाता था, 2005 में लीडेन विश्वविद्यालय के पुस्तकालय में पाया गया था)। बोस और आइंस्टीन के प्रयासों का परिणाम एक गैस की बोस अवधारणा थी, जो बोस-आइंस्टीन के आँकड़ों का पालन करती है, जो पूर्णांक स्पिन के साथ समान कणों के सांख्यिकीय वितरण का वर्णन करती है, जिसे बोसॉन कहा जाता है। बोसॉन, जो, उदाहरण के लिए, दोनों व्यक्तिगत प्राथमिक कण - फोटॉन और पूरे परमाणु, एक ही क्वांटम अवस्था में एक दूसरे के साथ हो सकते हैं। आइंस्टीन ने सुझाव दिया कि परमाणुओं को ठंडा करना - बोसॉन को बहुत कम तापमान पर ले जाना, उन्हें (या, दूसरे शब्दों में, संघनित) सबसे कम संभव क्वांटम अवस्था में ले जाएगा। इस तरह के संघनन का परिणाम पदार्थ के एक नए रूप का उदय होगा।
यह संक्रमण महत्वपूर्ण तापमान से नीचे होता है, जो एक सजातीय त्रि-आयामी गैस के लिए होता है जिसमें बिना किसी आंतरिक स्वतंत्रता के गैर-अंतःक्रियात्मक कण होते हैं।

3. Fermionic घनीभूत- किसी पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति, समर्थन के समान, लेकिन संरचना में भिन्न। निरपेक्ष शून्य के करीब पहुंचने पर, परमाणु अपने स्वयं के कोणीय गति (स्पिन) के परिमाण के आधार पर अलग तरह से व्यवहार करते हैं। बोसॉन में पूर्णांक स्पिन होते हैं, जबकि फ़र्मियन में ऐसे स्पिन होते हैं जो 1/2 (1/2, 3/2, 5/2) के गुणक होते हैं। फ़र्मियन पाउली अपवर्जन सिद्धांत का पालन करते हैं, जिसमें कहा गया है कि दो फ़र्मियनों में एक ही क्वांटम अवस्था नहीं हो सकती है। बोसॉन के लिए, ऐसा कोई निषेध नहीं है, और इसलिए उनके पास एक क्वांटम अवस्था में मौजूद रहने का अवसर है और इस तरह तथाकथित बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट का निर्माण होता है। इस घनीभूत के गठन की प्रक्रिया अतिचालक अवस्था में संक्रमण के लिए जिम्मेदार है।
इलेक्ट्रॉनों का स्पिन 1/2 होता है और इसलिए वे फर्मियन होते हैं। वे जोड़े (तथाकथित कूपर जोड़े) में गठबंधन करते हैं, जो तब बोस कंडेनसेट बनाते हैं।
अमेरिकी वैज्ञानिकों ने डीप कूलिंग द्वारा फर्मियन परमाणुओं से एक प्रकार का अणु प्राप्त करने का प्रयास किया। वास्तविक अणुओं से अंतर यह था कि परमाणुओं के बीच कोई रासायनिक बंधन नहीं था - वे बस एक सहसंबद्ध तरीके से एक साथ चले गए। कूपर जोड़े में इलेक्ट्रॉनों के बीच की तुलना में परमाणुओं के बीच का बंधन और भी मजबूत निकला। गठित फर्मियन के जोड़े के लिए, कुल स्पिन अब 1/2 का गुणक नहीं है, इसलिए, वे पहले से ही बोसॉन की तरह व्यवहार करते हैं और एक एकल क्वांटम राज्य के साथ बोस कंडेनसेट बना सकते हैं। प्रयोग के दौरान, पोटेशियम -40 परमाणुओं की एक गैस को 300 नैनोकेल्विन तक ठंडा किया गया था, जबकि गैस को तथाकथित ऑप्टिकल ट्रैप में बंद कर दिया गया था। फिर एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लागू किया गया, जिसकी मदद से परमाणुओं के बीच बातचीत की प्रकृति को बदलना संभव हो गया - मजबूत प्रतिकर्षण के बजाय, मजबूत आकर्षण देखा जाने लगा। चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का विश्लेषण करते समय, ऐसा मूल्य खोजना संभव था जिस पर परमाणु कूपर इलेक्ट्रॉनों के जोड़े की तरह व्यवहार करने लगे। प्रयोग के अगले चरण में, वैज्ञानिक फर्मोनिक कंडेनसेट के लिए अतिचालकता के प्रभावों को प्राप्त करने का प्रस्ताव करते हैं।

4. सुपरफ्लुइड पदार्थ- एक ऐसी अवस्था जिसमें पदार्थ में वस्तुतः कोई चिपचिपाहट नहीं होती है, और बहते समय यह ठोस सतह के साथ घर्षण का अनुभव नहीं करता है। इसका परिणाम, उदाहरण के लिए, गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ इसकी दीवारों के साथ पोत से सुपरफ्लुइड हीलियम के पूर्ण सहज "रेंगने" के रूप में इस तरह का एक दिलचस्प प्रभाव है। बेशक, यहां ऊर्जा संरक्षण के कानून का उल्लंघन नहीं है। घर्षण बलों की अनुपस्थिति में, केवल गुरुत्वाकर्षण बल हीलियम पर कार्य करते हैं, हीलियम और पोत की दीवारों के बीच और हीलियम परमाणुओं के बीच अंतर-परमाणु संपर्क के बल। तो, अंतर-परमाणु संपर्क की ताकतें संयुक्त अन्य सभी बलों से अधिक हैं। नतीजतन, हीलियम सभी संभावित सतहों पर जितना संभव हो उतना फैलता है, और इसलिए पोत की दीवारों के साथ "यात्रा" करता है। 1938 में, सोवियत वैज्ञानिक प्योत्र कपित्सा ने साबित किया कि हीलियम एक सुपरफ्लुइड अवस्था में मौजूद हो सकता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि हीलियम के कई असामान्य गुण काफी समय से ज्ञात हैं। हालांकि, हाल के वर्षों में, यह रासायनिक तत्व दिलचस्प और अप्रत्याशित प्रभावों के साथ हमें "खराब" कर रहा है। इसलिए, 2004 में, पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय के मूसा चान और यून-स्योंग किम ने वैज्ञानिक दुनिया को यह दावा करके चकित कर दिया कि वे हीलियम की एक पूरी तरह से नई अवस्था प्राप्त करने में सफल रहे हैं - एक सुपरफ्लुइड ठोस। इस अवस्था में, क्रिस्टल जाली में कुछ हीलियम परमाणु दूसरों के चारों ओर प्रवाहित हो सकते हैं, और हीलियम इस प्रकार स्वयं के माध्यम से प्रवाहित हो सकता है। 1969 में सैद्धांतिक रूप से "सुपरहार्डनेस" के प्रभाव की भविष्यवाणी की गई थी। और 2004 में - मानो प्रायोगिक पुष्टि। हालांकि, बाद में और बहुत ही जिज्ञासु प्रयोगों से पता चला कि सब कुछ इतना सरल नहीं है, और, शायद, घटना की ऐसी व्याख्या, जिसे पहले ठोस हीलियम की अतिप्रवाहता के लिए लिया गया था, गलत है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में ब्राउन विश्वविद्यालय के हम्फ्री मैरिस के नेतृत्व में वैज्ञानिकों का प्रयोग सरल और सुरुचिपूर्ण था। वैज्ञानिकों ने एक टेस्ट ट्यूब को उल्टा करके तरल हीलियम के एक बंद टैंक में रखा। टेस्ट ट्यूब और टैंक में हीलियम का हिस्सा इस तरह से जम गया था कि टेस्ट ट्यूब के अंदर तरल और ठोस के बीच की सीमा टैंक की तुलना में अधिक थी। दूसरे शब्दों में, ट्यूब के ऊपरी हिस्से में तरल हीलियम था, निचले हिस्से में ठोस हीलियम, यह आसानी से टैंक के ठोस चरण में चला गया, जिसके ऊपर थोड़ा तरल हीलियम डाला गया - तरल स्तर से कम परखनली। यदि तरल हीलियम ठोस के माध्यम से रिसने लगे, तो स्तर का अंतर कम हो जाएगा, और फिर हम ठोस सुपरफ्लुइड हीलियम की बात कर सकते हैं। और सिद्धांत रूप में, 13 में से तीन प्रयोगों में, स्तर का अंतर कम हुआ।

5. सुपरहार्ड मैटर- एकत्रीकरण की एक स्थिति जिसमें पदार्थ पारदर्शी होता है और तरल की तरह "प्रवाह" हो सकता है, लेकिन वास्तव में यह चिपचिपाहट से रहित होता है। ऐसे तरल पदार्थ कई वर्षों से जाने जाते हैं और इन्हें सुपरफ्लुइड्स कहा जाता है। तथ्य यह है कि यदि सुपरफ्लुइड को हिलाया जाता है, तो यह लगभग हमेशा के लिए फैल जाएगा, जबकि सामान्य तरल अंततः शांत हो जाएगा। पहले दो सुपरफ्लुइड शोधकर्ताओं द्वारा हीलियम -4 और हीलियम -3 का उपयोग करके बनाए गए थे। उन्हें लगभग पूर्ण शून्य - शून्य से 273 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया गया। वहीं हीलियम-4 से अमेरिकी वैज्ञानिक सुपरहार्ड बॉडी हासिल करने में कामयाब रहे। उन्होंने जमे हुए हीलियम को 60 से अधिक बार दबाव से संकुचित किया, और फिर पदार्थ से भरा गिलास एक घूर्णन डिस्क पर स्थापित किया गया। 0.175 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, डिस्क अचानक अधिक स्वतंत्र रूप से घूमने लगी, जो वैज्ञानिकों के अनुसार, इंगित करता है कि हीलियम एक सुपरबॉडी बन गया है।

6. ठोस- पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति, रूप की स्थिरता और परमाणुओं की तापीय गति की प्रकृति की विशेषता है, जो संतुलन की स्थिति के आसपास छोटे कंपन करते हैं। ठोस की स्थिर अवस्था क्रिस्टलीय होती है। परमाणुओं के बीच आयनिक, सहसंयोजक, धात्विक और अन्य प्रकार के बंधों के साथ ठोस भेद करें, जो उनके भौतिक गुणों की विविधता को निर्धारित करता है। ठोस के विद्युत और कुछ अन्य गुण मुख्य रूप से उसके परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉनों की गति की प्रकृति से निर्धारित होते हैं। उनके विद्युत गुणों के अनुसार, ठोस को डाइलेक्ट्रिक्स, अर्धचालक और धातुओं में विभाजित किया जाता है; उनके चुंबकीय गुणों के अनुसार, उन्हें एक क्रमबद्ध चुंबकीय संरचना के साथ हीरामैग्नेट, पैरामैग्नेट और निकायों में विभाजित किया जाता है। ठोस पदार्थों के गुणों की जांच एक बड़े क्षेत्र में एकजुट हो गई है - ठोस-राज्य भौतिकी, जिसका विकास प्रौद्योगिकी की जरूरतों से प्रेरित हो रहा है।

7. अनाकार ठोस- किसी पदार्थ के एकत्रीकरण की एक संघनित अवस्था, जो परमाणुओं और अणुओं की अव्यवस्थित व्यवस्था के कारण भौतिक गुणों की आइसोट्रॉपी द्वारा विशेषता होती है। अनाकार ठोस में, परमाणु बेतरतीब ढंग से स्थित बिंदुओं के आसपास कंपन करते हैं। क्रिस्टलीय अवस्था के विपरीत, ठोस अनाकार से तरल में संक्रमण धीरे-धीरे होता है। विभिन्न पदार्थ अनाकार अवस्था में हैं: चश्मा, रेजिन, प्लास्टिक आदि।

8. लिक्विड क्रिस्टल- यह किसी पदार्थ के एकत्रीकरण की एक विशिष्ट अवस्था है जिसमें यह एक साथ एक क्रिस्टल और एक तरल के गुणों को प्रदर्शित करता है। हमें तुरंत एक आरक्षण करना चाहिए कि सभी पदार्थ लिक्विड क्रिस्टल अवस्था में नहीं हो सकते। हालांकि, जटिल अणुओं वाले कुछ कार्बनिक पदार्थ एकत्रीकरण की एक विशिष्ट स्थिति बना सकते हैं - लिक्विड क्रिस्टल। यह अवस्था कुछ पदार्थों के क्रिस्टल के पिघलने के दौरान की जाती है। जब वे पिघलते हैं, तो एक तरल-क्रिस्टलीय चरण बनता है, जो सामान्य तरल पदार्थों से भिन्न होता है। यह चरण क्रिस्टल के पिघलने के तापमान से लेकर कुछ उच्च तापमान तक होता है, जब गर्म किया जाता है, जिससे लिक्विड क्रिस्टल एक साधारण तरल में बदल जाता है।
एक लिक्विड क्रिस्टल एक लिक्विड और एक साधारण क्रिस्टल से कैसे भिन्न होता है और यह उनके समान कैसे होता है? एक साधारण तरल की तरह, एक लिक्विड क्रिस्टल में तरलता होती है और यह एक बर्तन का रूप ले लेता है जिसमें इसे रखा जाता है। इसमें यह सभी ज्ञात क्रिस्टल से भिन्न होता है। हालांकि, इस संपत्ति के बावजूद, जो इसे एक तरल के साथ जोड़ती है, इसमें क्रिस्टल की संपत्ति विशेषता होती है। यह क्रिस्टल बनाने वाले अणुओं के स्थान में क्रम है। सच है, यह आदेश सामान्य क्रिस्टल की तरह पूर्ण नहीं है, लेकिन, फिर भी, यह लिक्विड क्रिस्टल के गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, जो उन्हें सामान्य तरल पदार्थों से अलग करता है। लिक्विड क्रिस्टल बनाने वाले अणुओं का अधूरा स्थानिक क्रम इस तथ्य में प्रकट होता है कि लिक्विड क्रिस्टल में अणुओं के गुरुत्वाकर्षण केंद्रों की स्थानिक व्यवस्था में कोई पूर्ण क्रम नहीं होता है, हालांकि आंशिक क्रम हो सकता है। इसका मतलब है कि उनके पास एक कठोर क्रिस्टल जाली नहीं है। इसलिए, तरल क्रिस्टल, सामान्य तरल पदार्थों की तरह, तरलता का गुण रखते हैं।
तरल क्रिस्टल की एक अनिवार्य संपत्ति, जो उन्हें सामान्य क्रिस्टल के करीब लाती है, अणुओं के स्थानिक अभिविन्यास में एक आदेश की उपस्थिति है। अभिविन्यास में ऐसा क्रम स्वयं प्रकट हो सकता है, उदाहरण के लिए, इस तथ्य में कि एक लिक्विड क्रिस्टल नमूने में अणुओं की सभी लंबी कुल्हाड़ियाँ एक ही तरह से उन्मुख होती हैं। इन अणुओं का आकार लम्बा होना चाहिए। अणुओं की कुल्हाड़ियों के सबसे सरल नामित क्रम के अलावा, एक लिक्विड क्रिस्टल में अणुओं का एक अधिक जटिल प्राच्य क्रम महसूस किया जा सकता है।
आणविक कुल्हाड़ियों के क्रम के प्रकार के आधार पर, लिक्विड क्रिस्टल को तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: नेमैटिक, स्मेक्टिक और कोलेस्टेरिक।
लिक्विड क्रिस्टल के भौतिकी और उनके अनुप्रयोगों पर अनुसंधान वर्तमान में दुनिया के सभी सबसे विकसित देशों में व्यापक मोर्चे पर किया जा रहा है। घरेलू अनुसंधान अकादमिक और औद्योगिक अनुसंधान संस्थानों दोनों में केंद्रित है और इसकी एक लंबी परंपरा है। वी.के. फ्रेडरिक से वी.एन. स्वेत्कोव. हाल के वर्षों में, लिक्विड क्रिस्टल का तेजी से अध्ययन, रूसी शोधकर्ता भी लिक्विड क्रिस्टल के सिद्धांत के विकास में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं, विशेष रूप से, लिक्विड क्रिस्टल के प्रकाशिकी। तो, आईजी के काम। चिस्त्यकोवा, ए.पी. कपुस्तिना, एस.ए. ब्रेज़ोव्स्की, एस.ए. पिकिना, एल.एम. ब्लिनोव और कई अन्य सोवियत शोधकर्ता वैज्ञानिक समुदाय के लिए व्यापक रूप से जाने जाते हैं और लिक्विड क्रिस्टल के कई प्रभावी तकनीकी अनुप्रयोगों की नींव के रूप में काम करते हैं।
लिक्विड क्रिस्टल का अस्तित्व बहुत पहले यानी 1888 में यानी लगभग एक सदी पहले स्थापित हो गया था। हालांकि वैज्ञानिकों को पदार्थ की इस स्थिति का सामना 1888 से पहले करना पड़ा था, लेकिन बाद में आधिकारिक तौर पर इसकी खोज की गई।
लिक्विड क्रिस्टल की खोज सबसे पहले ऑस्ट्रियाई वनस्पतिशास्त्री रीनित्जर ने की थी। उनके द्वारा संश्लेषित नए पदार्थ कोलेस्टेरिल बेंजोएट की जांच करते हुए, उन्होंने पाया कि 145 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, इस पदार्थ के क्रिस्टल पिघल जाते हैं, जिससे एक बादल तरल बनता है जो प्रकाश को दृढ़ता से बिखेरता है। निरंतर गर्म करने पर, 179 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक पहुंचने पर, तरल स्पष्ट हो जाता है, अर्थात यह पानी की तरह एक साधारण तरल की तरह वैकल्पिक रूप से व्यवहार करना शुरू कर देता है। कोलेस्टेरिल बेंजोएट ने अशांत चरण में अप्रत्याशित गुण दिखाए। एक ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप के तहत इस चरण की जांच करते हुए, रीनित्जर ने पाया कि इसमें द्विअर्थीता है। इसका मतलब है कि प्रकाश का अपवर्तनांक, यानी इस चरण में प्रकाश की गति, ध्रुवीकरण पर निर्भर करती है।

9. तरल- किसी पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति, एक ठोस अवस्था (मात्रा का संरक्षण, एक निश्चित तन्य शक्ति) और एक गैसीय अवस्था (आकार परिवर्तनशीलता) की विशेषताओं का संयोजन। एक तरल को कणों (अणुओं, परमाणुओं) की व्यवस्था में एक छोटी दूरी के क्रम और अणुओं की तापीय गति की गतिज ऊर्जा और उनकी बातचीत की संभावित ऊर्जा में एक छोटा अंतर होता है। तरल अणुओं की ऊष्मीय गति में संतुलन की स्थिति के आसपास दोलन होते हैं और एक संतुलन स्थिति से दूसरे में अपेक्षाकृत दुर्लभ छलांग होती है, जो तरल की तरलता से जुड़ी होती है।

10. सुपरक्रिटिकल फ्लूइड(जीएफआर) एक पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति है, जिसमें तरल और गैस चरणों के बीच का अंतर गायब हो जाता है। महत्वपूर्ण बिंदु से ऊपर के तापमान और दबाव पर कोई भी पदार्थ एक सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ है। सुपरक्रिटिकल अवस्था में किसी पदार्थ के गुण गैस और तरल चरणों में उसके गुणों के बीच मध्यवर्ती होते हैं। इस प्रकार, एससीएफ में गैसों की तरह उच्च घनत्व, तरल के करीब और कम चिपचिपापन होता है। इस मामले में प्रसार गुणांक का तरल और गैस के बीच एक मध्यवर्ती मूल्य होता है। सुपरक्रिटिकल अवस्था में पदार्थों का उपयोग प्रयोगशाला और औद्योगिक प्रक्रियाओं में कार्बनिक सॉल्वैंट्स के विकल्प के रूप में किया जा सकता है। सुपरक्रिटिकल पानी और सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड को कुछ गुणों के संबंध में सबसे बड़ी रुचि और वितरण प्राप्त हुआ है।
सुपरक्रिटिकल अवस्था के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक पदार्थों को भंग करने की क्षमता है। द्रव के तापमान या दबाव को बदलकर, इसके गुणों को व्यापक श्रेणी में बदला जा सकता है। इस प्रकार, एक तरल पदार्थ प्राप्त करना संभव है जिसके गुण या तो तरल या गैस के करीब हों। इस प्रकार, बढ़ते घनत्व (स्थिर तापमान पर) के साथ द्रव की घुलने की शक्ति बढ़ जाती है। चूंकि बढ़ते दबाव के साथ घनत्व बढ़ता है, दबाव बदलने से द्रव की घुलने की शक्ति (स्थिर तापमान पर) प्रभावित हो सकती है। तापमान के मामले में, द्रव गुणों की निर्भरता कुछ अधिक जटिल होती है - एक निरंतर घनत्व पर, द्रव की घुलने की शक्ति भी बढ़ जाती है, हालांकि, महत्वपूर्ण बिंदु के पास, तापमान में मामूली वृद्धि से घनत्व में तेज गिरावट हो सकती है। , और, तदनुसार, भंग करने की शक्ति। सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ एक दूसरे के साथ अनिश्चित काल तक मिश्रित होते हैं, इसलिए जब मिश्रण का महत्वपूर्ण बिंदु पहुंच जाता है, तो सिस्टम हमेशा सिंगल-फेज होगा। बाइनरी मिश्रण के अनुमानित महत्वपूर्ण तापमान की गणना पदार्थों के महत्वपूर्ण मापदंडों के अंकगणितीय माध्य के रूप में की जा सकती है Tc(mix) = (A का मोल अंश) x TcA + (B का मोल अंश) x TcB।

11. गैसीय- (फ्रेंच गज़, ग्रीक अराजकता से - अराजकता), पदार्थ की समग्र अवस्था, जिसमें उसके कणों (अणुओं, परमाणुओं, आयनों) की तापीय गति की गतिज ऊर्जा उनके बीच परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा से अधिक हो जाती है, और इसलिए कण स्वतंत्र रूप से चलते हैं, समान रूप से बाहरी क्षेत्रों की अनुपस्थिति में भरते हुए, उन्हें प्रदान की गई पूरी मात्रा।

12. प्लाज्मा- (ग्रीक प्लाज्मा से - फैशन, आकार), पदार्थ की एक अवस्था, जो एक आयनित गैस है, जिसमें धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की सांद्रता समान (अर्ध-तटस्थता) होती है। ब्रह्मांड में अधिकांश पदार्थ प्लाज्मा अवस्था में है: तारे, गांगेय नीहारिकाएँ और अंतरतारकीय माध्यम। पृथ्वी के पास, प्लाज्मा सौर हवा, चुंबकमंडल और आयनोस्फीयर के रूप में मौजूद है। नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन को लागू करने के उद्देश्य से ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के मिश्रण से उच्च तापमान प्लाज्मा (टी ~ 106 - 108 के) की जांच की जा रही है। निम्न-तापमान प्लाज्मा (T 105K) का उपयोग विभिन्न गैस-निर्वहन उपकरणों (गैस लेजर, आयन उपकरण, MHD जनरेटर, प्लाज्मा मशाल, प्लाज्मा इंजन, आदि) के साथ-साथ प्रौद्योगिकी में भी किया जाता है (देखें प्लाज्मा धातु विज्ञान, प्लाज्मा ड्रिलिंग, प्लाज्मा प्रौद्योगिकी)।

13. पतित पदार्थ- प्लाज्मा और न्यूट्रॉन के बीच एक मध्यवर्ती चरण है। यह सफेद बौनों में देखा जाता है और सितारों के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जब परमाणु अत्यधिक उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में होते हैं, तो वे अपने इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं (वे एक इलेक्ट्रॉन गैस में चले जाते हैं)। दूसरे शब्दों में, वे पूरी तरह से आयनित (प्लाज्मा) हैं। ऐसी गैस (प्लाज्मा) का दबाव इलेक्ट्रॉन दबाव से निर्धारित होता है। यदि घनत्व बहुत अधिक है, तो सभी कण एक दूसरे के पास जाने के लिए मजबूर हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉन कुछ ऊर्जाओं वाली अवस्थाओं में हो सकते हैं, और दो इलेक्ट्रॉनों में समान ऊर्जा नहीं हो सकती (जब तक कि उनके स्पिन विपरीत न हों)। इस प्रकार, एक घनी गैस में, सभी निम्न ऊर्जा स्तर इलेक्ट्रॉनों से भर जाते हैं। ऐसी गैस को पतित कहा जाता है। इस अवस्था में, इलेक्ट्रॉन एक पतित इलेक्ट्रॉन दबाव प्रदर्शित करते हैं जो गुरुत्वाकर्षण बलों का विरोध करता है।

14. न्यूट्रॉनियम- एकत्रीकरण की स्थिति जिसमें पदार्थ अतिउच्च दबाव में गुजरता है, जो अभी तक प्रयोगशाला में अप्राप्य है, लेकिन न्यूट्रॉन सितारों के अंदर मौजूद है। न्यूट्रॉन अवस्था में संक्रमण के दौरान, पदार्थ के इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और न्यूट्रॉन में बदल जाते हैं। नतीजतन, न्यूट्रॉन अवस्था में पदार्थ पूरी तरह से न्यूट्रॉन से बना होता है और इसमें परमाणु के क्रम का घनत्व होता है। इस मामले में पदार्थ का तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए (ऊर्जा समतुल्य में, सौ MeV से अधिक नहीं)।
तापमान में तेज वृद्धि (सैकड़ों MeV और उससे अधिक) के साथ, न्यूट्रॉन अवस्था में, विभिन्न मेसन पैदा होने और नष्ट होने लगते हैं। तापमान में और वृद्धि के साथ, डिकॉन्फाइनमेंट होता है, और मामला क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा की स्थिति में चला जाता है। इसमें अब हैड्रॉन नहीं होते हैं, बल्कि लगातार पैदा होने और गायब होने वाले क्वार्क और ग्लून्स होते हैं।

15. क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा(क्रोमोप्लाज्म) - उच्च-ऊर्जा भौतिकी और प्राथमिक कण भौतिकी में पदार्थ की समग्र अवस्था, जिसमें हैड्रोनिक पदार्थ उस अवस्था के समान अवस्था में जाता है जिसमें इलेक्ट्रॉन और आयन साधारण प्लाज्मा में होते हैं।
आमतौर पर हैड्रोन में पदार्थ तथाकथित रंगहीन ("सफेद") अवस्था में होता है। यानी अलग-अलग रंगों के क्वार्क एक दूसरे की भरपाई करते हैं। सामान्य पदार्थ में भी ऐसी ही स्थिति होती है - जब सभी परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं, अर्थात,
उनमें सकारात्मक आरोपों की भरपाई नकारात्मक लोगों द्वारा की जाती है। उच्च तापमान पर, परमाणुओं का आयनीकरण हो सकता है, जबकि आवेश अलग हो जाते हैं, और पदार्थ बन जाता है, जैसा कि वे कहते हैं, "अर्ध-तटस्थ"। अर्थात्, पदार्थ का पूरा बादल समग्र रूप से तटस्थ रहता है, और उसके अलग-अलग कण तटस्थ रहना बंद कर देते हैं। संभवतः, हैड्रोनिक पदार्थ के साथ भी ऐसा ही हो सकता है - बहुत अधिक ऊर्जा पर, रंग निकलता है और पदार्थ को "अर्ध-रंगहीन" बनाता है।
संभवतः, ब्रह्मांड का मामला बिग बैंग के बाद पहले क्षणों में क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा की स्थिति में था। अब बहुत अधिक ऊर्जा वाले कणों के आपस में टकराने पर क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा थोड़े समय के लिए बन सकता है।
2005 में ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी में आरएचआईसी त्वरक पर क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त किया गया था। फरवरी 2010 में अधिकतम प्लाज्मा तापमान 4 ट्रिलियन डिग्री सेल्सियस प्राप्त किया गया था।

16. अजीब पदार्थ- एकत्रीकरण की स्थिति, जिसमें पदार्थ घनत्व के सीमा मूल्यों तक संकुचित होता है, यह "क्वार्क सूप" के रूप में मौजूद हो सकता है। इस राज्य में एक घन सेंटीमीटर पदार्थ का वजन अरबों टन होगा; इसके अलावा, यह किसी भी सामान्य पदार्थ को बदल देगा जिसके साथ यह एक महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ उसी "अजीब" रूप में संपर्क में आता है।
एक तारे के कोर के पदार्थ को "अजीब पदार्थ" में बदलने के दौरान जो ऊर्जा जारी की जा सकती है, वह "क्वार्क नोवा" के एक सुपर-शक्तिशाली विस्फोट की ओर ले जाएगी - और, लेही और वायद के अनुसार, यह ठीक था यह विस्फोट खगोलविदों ने सितंबर 2006 में देखा था।
इस पदार्थ के बनने की प्रक्रिया एक साधारण सुपरनोवा से शुरू हुई, जिसमें एक विशाल तारा बदल गया। पहले विस्फोट के परिणामस्वरूप, एक न्यूट्रॉन तारे का निर्माण हुआ। लेकिन, लेही और वायद के अनुसार, यह लंबे समय तक नहीं चला - जैसा कि इसके घूर्णन को अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा धीमा कर दिया गया था, यह "अजीब सामान" के थक्के के गठन के साथ और भी कम होना शुरू हो गया, जिसके कारण एक सामान्य सुपरनोवा विस्फोट से भी अधिक शक्तिशाली, ऊर्जा की रिहाई - और पूर्व न्यूट्रॉन स्टार के पदार्थ की बाहरी परतें, प्रकाश की गति के करीब गति से आसपास के अंतरिक्ष में उड़ती हैं।

17. अत्यधिक सममित पदार्थ- यह एक ऐसा पदार्थ है जिसे इस हद तक संकुचित किया जाता है कि इसके अंदर के माइक्रोपार्टिकल्स एक दूसरे के ऊपर स्तरित हो जाते हैं, और शरीर खुद ही ब्लैक होल में गिर जाता है। शब्द "समरूपता" को इस प्रकार समझाया गया है: आइए स्कूल की बेंच से सभी को ज्ञात पदार्थ की कुल अवस्थाओं को लें - ठोस, तरल, गैसीय। निश्चितता के लिए, एक आदर्श अनंत क्रिस्टल को ठोस मानें। अनुवाद के संबंध में इसकी एक निश्चित, तथाकथित असतत समरूपता है। इसका मतलब यह है कि यदि क्रिस्टल जाली को दो परमाणुओं के बीच के अंतराल के बराबर दूरी से स्थानांतरित किया जाता है, तो इसमें कुछ भी नहीं बदलेगा - क्रिस्टल स्वयं के साथ मेल खाएगा। यदि क्रिस्टल को पिघलाया जाता है, तो परिणामी तरल की समरूपता अलग होगी: यह बढ़ जाएगी। एक क्रिस्टल में, केवल कुछ बिंदु जो एक दूसरे से कुछ दूरी पर दूर थे, क्रिस्टल जाली के तथाकथित नोड्स, जिसमें समान परमाणु स्थित थे, समकक्ष थे।
तरल अपने पूरे आयतन में सजातीय है, इसके सभी बिंदु एक दूसरे से अप्रभेद्य हैं। इसका मतलब यह है कि तरल पदार्थ को किसी भी मनमानी दूरी से विस्थापित किया जा सकता है (और न केवल कुछ असतत वाले, जैसे कि क्रिस्टल में) या किसी भी मनमाने कोण से घुमाया जा सकता है (जो क्रिस्टल में बिल्कुल भी नहीं किया जा सकता है) और यह अपने आप से मेल खाएगा। इसकी समरूपता की डिग्री अधिक है। गैस और भी अधिक सममित है: बर्तन में तरल एक निश्चित मात्रा में रहता है और बर्तन के अंदर एक विषमता होती है, जहां तरल होता है, और जहां यह नहीं होता है। दूसरी ओर, गैस उसे प्रदान किए गए संपूर्ण आयतन पर कब्जा कर लेती है, और इस अर्थ में इसके सभी बिंदु एक दूसरे से अप्रभेद्य हैं। फिर भी, यहाँ बिंदुओं के बारे में नहीं, बल्कि छोटे, लेकिन स्थूल तत्वों के बारे में बात करना अधिक सही होगा, क्योंकि सूक्ष्म स्तर पर अभी भी अंतर हैं। कुछ समय में परमाणु या अणु होते हैं, जबकि अन्य नहीं होते हैं। समरूपता केवल कुछ मैक्रोस्कोपिक वॉल्यूम मापदंडों में, या समय में औसतन देखी जाती है।
लेकिन सूक्ष्म स्तर पर अभी भी कोई तात्कालिक समरूपता नहीं है। यदि पदार्थ को बहुत दृढ़ता से संकुचित किया जाता है, तो उन दबावों के लिए जो रोजमर्रा की जिंदगी में अस्वीकार्य हैं, संकुचित हो जाते हैं ताकि परमाणुओं को कुचल दिया जाए, उनके गोले एक-दूसरे में घुस गए, और नाभिक स्पर्श करने लगे, सूक्ष्म स्तर पर समरूपता उत्पन्न होती है। सभी नाभिक समान होते हैं और एक दूसरे के खिलाफ दबाए जाते हैं, न केवल अंतर-परमाणु होते हैं, बल्कि आंतरिक दूरी भी होती है, और पदार्थ सजातीय (अजीब पदार्थ) बन जाता है।
लेकिन एक सबमाइक्रोस्कोपिक स्तर भी है। नाभिक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बने होते हैं जो नाभिक के अंदर घूमते हैं। उनके बीच कुछ जगह भी है। यदि आप इस प्रकार सेक करना जारी रखते हैं कि नाभिक भी कुचले जाते हैं, तो न्यूक्लियॉन एक दूसरे के खिलाफ कसकर दबेंगे। फिर, सूक्ष्म स्तर पर, समरूपता दिखाई देगी, जो सामान्य नाभिक के अंदर भी नहीं है।
जो कहा गया है, उससे एक निश्चित प्रवृत्ति देखी जा सकती है: तापमान जितना अधिक होता है और दबाव जितना अधिक होता है, पदार्थ उतना ही अधिक सममित होता है। इन विचारों के आधार पर, अधिकतम तक संकुचित पदार्थ को दृढ़ता से सममित कहा जाता है।

18. कमजोर सममित पदार्थ- अपने गुणों में दृढ़ता से सममित पदार्थ के विपरीत एक राज्य, जो बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड में प्लैंक तापमान के करीब तापमान पर मौजूद था, शायद बिग बैंग के 10-12 सेकंड बाद, जब मजबूत, कमजोर और विद्युत चुम्बकीय बल एक ही सुपरफोर्स थे . इस अवस्था में पदार्थ इस हद तक संकुचित हो जाता है कि उसका द्रव्यमान ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है, जो फूलने लगता है, अर्थात् अनिश्चित काल तक फैलता है। महाशक्ति के प्रायोगिक उत्पादन और स्थलीय परिस्थितियों में पदार्थ को इस चरण में स्थानांतरित करने के लिए ऊर्जा प्राप्त करना अभी तक संभव नहीं है, हालांकि प्रारंभिक ब्रह्मांड का अध्ययन करने के लिए लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में ऐसे प्रयास किए गए थे। इस पदार्थ को बनाने वाले सुपरफोर्स की संरचना में गुरुत्वाकर्षण संपर्क की अनुपस्थिति के कारण, सुपरसिमेट्रिक बल की तुलना में सुपरफोर्स पर्याप्त रूप से सममित नहीं है, जिसमें सभी 4 प्रकार के इंटरैक्शन शामिल हैं। इसलिए, एकत्रीकरण की इस स्थिति को ऐसा नाम मिला।

19. विकिरण पदार्थ- यह, वास्तव में, अब एक पदार्थ नहीं है, बल्कि अपने शुद्धतम रूप में ऊर्जा है। हालाँकि, यह एकत्रीकरण की यह काल्पनिक स्थिति है कि एक शरीर जो प्रकाश की गति तक पहुँच गया है, उसे ले जाएगा। यह शरीर को प्लैंक तापमान (1032K) तक गर्म करके भी प्राप्त किया जा सकता है, अर्थात पदार्थ के अणुओं को प्रकाश की गति तक फैलाकर। सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, जब गति 0.99 s से अधिक तक पहुँच जाती है, तो शरीर का द्रव्यमान "सामान्य" त्वरण की तुलना में बहुत तेजी से बढ़ने लगता है, इसके अलावा, शरीर लंबा हो जाता है, गर्म हो जाता है, अर्थात यह शुरू हो जाता है अवरक्त स्पेक्ट्रम में विकिरण। 0.999 सेकेंड की दहलीज को पार करते समय, शरीर नाटकीय रूप से बदलता है और बीम अवस्था तक एक तीव्र चरण संक्रमण शुरू करता है। आइंस्टीन के सूत्र के अनुसार, पूर्ण रूप से लिया गया, अंतिम पदार्थ का बढ़ता द्रव्यमान उन द्रव्यमानों से बना होता है जो शरीर से थर्मल, एक्स-रे, ऑप्टिकल और अन्य विकिरण के रूप में अलग होते हैं, जिनमें से प्रत्येक की ऊर्जा होती है सूत्र में अगले पद द्वारा वर्णित। इस प्रकार, प्रकाश की गति के करीब पहुंचने वाला शरीर सभी स्पेक्ट्रा में विकिरण करना शुरू कर देगा, लंबाई में बढ़ेगा और समय के साथ धीमा हो जाएगा, प्लैंक लंबाई तक पतला हो जाएगा, यानी गति सी तक पहुंचने पर, शरीर असीम रूप से लंबा और पतला हो जाएगा किरण प्रकाश की गति से चलती है और इसमें ऐसे फोटॉन होते हैं जिनकी कोई लंबाई नहीं होती है, और इसका अनंत द्रव्यमान पूरी तरह से ऊर्जा में बदल जाएगा। इसलिए, ऐसे पदार्थ को विकिरण कहा जाता है।

पाठ मकसद:

• पदार्थ की समग्र अवस्थाओं के बारे में ज्ञान को गहरा और सामान्य बनाना, यह अध्ययन करना कि पदार्थ क्या हो सकते हैं।

पाठ मकसद:

शिक्षण - ठोस, गैस, तरल पदार्थ के गुणों के बारे में एक विचार तैयार करना।

विकास - छात्रों के भाषण कौशल का विकास, विश्लेषण, कवर की गई और अध्ययन की गई सामग्री पर निष्कर्ष।

शैक्षिक - मानसिक श्रम पैदा करना, अध्ययन किए गए विषय में रुचि बढ़ाने के लिए सभी परिस्थितियों का निर्माण करना।

मूल शर्तें:

एकत्रीकरण की स्थिति- यह पदार्थ की एक स्थिति है, जो कुछ गुणात्मक गुणों की विशेषता है: - आकार और मात्रा को बनाए रखने की क्षमता या अक्षमता; - शॉर्ट-रेंज और लॉन्ग-रेंज ऑर्डर की उपस्थिति या अनुपस्थिति; - अन्य।

चित्र 6. तापमान में परिवर्तन के साथ किसी पदार्थ की समग्र अवस्था।

जब कोई पदार्थ ठोस अवस्था से तरल अवस्था में जाता है, तो इसे गलनांक कहा जाता है, विपरीत प्रक्रिया क्रिस्टलीकरण होती है। जब कोई पदार्थ तरल से गैस में जाता है, तो इस प्रक्रिया को वाष्पीकरण कहा जाता है, गैस से तरल में - संघनन। और एक ठोस से गैस में तुरंत संक्रमण, तरल को छोड़कर - उच्च बनाने की क्रिया द्वारा, विपरीत प्रक्रिया - desublimation द्वारा।

1. क्रिस्टलीकरण; 2. पिघलना; 3. संक्षेपण; 4. वाष्पीकरण;

5. उच्च बनाने की क्रिया; 6. विमुद्रीकरण।

हम रोज़मर्रा के जीवन में संक्रमण के इन उदाहरणों का लगातार निरीक्षण करते हैं। जब बर्फ पिघलती है, तो वह पानी में बदल जाती है और पानी वाष्प बनकर भाप बन जाता है। यदि हम विपरीत दिशा में देखें, तो भाप, संघनन, वापस पानी में बदलने लगती है, और पानी, बदले में, जम जाता है, बर्फ बन जाता है। किसी भी ठोस शरीर की गंध उच्च बनाने की क्रिया है। कुछ अणु शरीर से बाहर निकल जाते हैं, और गैस बनती है, जो गंध देती है। रिवर्स प्रक्रिया का एक उदाहरण सर्दियों में कांच पर पैटर्न है, जब हवा में वाष्प, जमी होने पर कांच पर बैठ जाती है।

वीडियो पदार्थ की समग्र अवस्थाओं में परिवर्तन को दर्शाता है।

नियंत्रण खंड।

1. जमने के बाद पानी बर्फ में बदल गया। क्या पानी के अणु बदल गए हैं?

2. घर के अंदर मेडिकल ईथर का प्रयोग करें। और इस वजह से वे आमतौर पर वहां तेज गंध लेते हैं। ईथर की स्थिति क्या है?

3. द्रव के आकार का क्या होता है?

4. बर्फ। पानी की स्थिति क्या है?

5. क्या होता है जब पानी जम जाता है?

गृहकार्य।

प्रश्नों के उत्तर दें:

1. क्या बर्तन के आधे आयतन को गैस से भरना संभव है? क्यों?

2. क्या कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन और ऑक्सीजन तरल अवस्था में हो सकते हैं?

3. क्या कमरे के तापमान पर गैसीय अवस्था में हो सकता है: लोहा और पारा?

4. एक ठंढे सर्दियों के दिन, नदी के ऊपर कोहरा बनता है। पदार्थ की स्थिति क्या है?

हम मानते हैं कि पदार्थ के एकत्रीकरण की तीन अवस्थाएँ होती हैं। वास्तव में, उनमें से कम से कम पंद्रह हैं, जबकि इन राज्यों की सूची हर दिन बढ़ती जा रही है। ये हैं: अनाकार ठोस, ठोस, न्यूट्रोनियम, क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा, दृढ़ता से सममित पदार्थ, कमजोर सममित पदार्थ, फर्मियन कंडेनसेट, बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट और अजीब पदार्थ।

परिचय

1. पदार्थ की कुल अवस्था - गैस

2. पदार्थ की कुल अवस्था - द्रव

3. पदार्थ की समग्र अवस्था - ठोस

4. पदार्थ की चौथी अवस्था प्लाज्मा है

निष्कर्ष

प्रयुक्त साहित्य की सूची

परिचय

जैसा कि आप जानते हैं, प्रकृति में कई पदार्थ तीन अवस्थाओं में हो सकते हैं: ठोस, तरल और गैसीय।

ठोस अवस्था में पदार्थ के कणों की परस्पर क्रिया सबसे अधिक स्पष्ट होती है। अणुओं के बीच की दूरी लगभग उनके अपने आकार के बराबर होती है। यह एक पर्याप्त रूप से मजबूत बातचीत की ओर जाता है, जो व्यावहारिक रूप से कणों को स्थानांतरित करने के अवसर से वंचित करता है: वे एक निश्चित संतुलन स्थिति के आसपास दोलन करते हैं। वे अपना आकार और मात्रा बनाए रखते हैं।

द्रवों के गुणों की व्याख्या उनकी संरचना से भी होती है। तरल पदार्थों में पदार्थ के कण ठोस पदार्थों की तुलना में कम तीव्रता से परस्पर क्रिया करते हैं, और इसलिए वे छलांग और सीमा में अपना स्थान बदल सकते हैं - तरल पदार्थ अपना आकार बनाए नहीं रखते हैं - वे तरल होते हैं।

एक गैस एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से सभी दिशाओं में बेतरतीब ढंग से घूमने वाले अणुओं का एक संग्रह है। गैसों का अपना आकार नहीं होता है, वे उन्हें प्रदान की गई पूरी मात्रा पर कब्जा कर लेते हैं और आसानी से संकुचित हो जाते हैं।

पदार्थ की एक और अवस्था है - प्लाज्मा।

इस कार्य का उद्देश्य पदार्थ की मौजूदा समग्र अवस्थाओं पर विचार करना, उनके सभी फायदे और नुकसान की पहचान करना है।

ऐसा करने के लिए, निम्नलिखित समग्र राज्यों का प्रदर्शन और विचार करना आवश्यक है:

2. तरल पदार्थ

3. ठोस

3. पदार्थ की कुल अवस्था - ठोस

ठोस,पदार्थ के एकत्रीकरण के चार राज्यों में से एक, जो एकत्रीकरण के अन्य राज्यों से भिन्न होता है (तरल पदार्थ, गैस, प्लाज्मा)) रूप की स्थिरता और परमाणुओं की ऊष्मीय गति की प्रकृति जो संतुलन की स्थिति के आसपास छोटे कंपन करती है। टी. टी. की क्रिस्टलीय अवस्था के साथ, कांच की अवस्था सहित एक अनाकार अवस्था होती है। क्रिस्टल को परमाणुओं की व्यवस्था में लंबी दूरी के क्रम की विशेषता है। अनाकार निकायों में कोई लंबी दूरी का क्रम नहीं है।

सभी पदार्थ चार रूपों में से एक में मौजूद हो सकते हैं। उनमें से प्रत्येक पदार्थ की एक निश्चित समग्र अवस्था है। पृथ्वी की प्रकृति में, उनमें से तीन में एक बार में केवल एक का प्रतिनिधित्व किया जाता है। यह पानी है। यह देखना आसान है कि यह वाष्पित हो गया है, और पिघल गया है, और कठोर हो गया है। वह है भाप, पानी और बर्फ। वैज्ञानिकों ने सीखा है कि पदार्थ की समग्र अवस्थाओं को कैसे बदला जाए। उनके लिए सबसे बड़ी मुश्किल सिर्फ प्लाज्मा है। इस राज्य को विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता है।

यह क्या है, यह किस पर निर्भर करता है और इसकी विशेषता क्या है?

यदि शरीर पदार्थ की एक और समग्र अवस्था में चला गया है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि कुछ और प्रकट हुआ है। पदार्थ वही रहता है। यदि तरल में पानी के अणु होते, तो वही बर्फ के साथ भाप में होंगे। केवल उनका स्थान, गति की गति और एक दूसरे के साथ बातचीत की ताकतें बदल जाएंगी।

"कुल राज्य (ग्रेड 8)" विषय का अध्ययन करते समय, उनमें से केवल तीन पर विचार किया जाता है। ये तरल, गैस और ठोस हैं। उनकी अभिव्यक्तियाँ पर्यावरण की भौतिक स्थितियों पर निर्भर करती हैं। इन राज्यों की विशेषताओं को तालिका में प्रस्तुत किया गया है।

कुल राज्य का नाम	ठोस	तरल	गैस
इसके गुण	आयतन के साथ अपना आकार बनाए रखता है	एक स्थिर आयतन है, एक बर्तन का रूप लेता है	स्थिर मात्रा और आकार नहीं है
अणुओं की व्यवस्था	क्रिस्टल जाली के नोड्स पर	उल्टा पुल्टा	अराजक
उनके बीच की दूरी	अणुओं के आकार के बराबर	अणुओं के आकार के लगभग बराबर	उनके आकार से बहुत बड़ा।
अणु कैसे चलते हैं	एक जालक बिंदु के चारों ओर दोलन करना	संतुलन के बिंदु से न हिलें, लेकिन कभी-कभी बड़ी छलांग लगाएं	कभी-कभी टकराव के साथ अनिश्चित
वे कैसे बातचीत करते हैं	दृढ़ता से आकर्षित	एक दूसरे के प्रति दृढ़ता से आकर्षित	आकर्षित नहीं होते हैं, प्रतिकारक बल प्रभावों के दौरान प्रकट होते हैं

पहला राज्य: ठोस

दूसरों से इसका मूलभूत अंतर यह है कि अणुओं का एक कड़ाई से परिभाषित स्थान होता है। जब एकत्रीकरण की ठोस अवस्था के बारे में बात की जाती है, तो उनका अर्थ अक्सर क्रिस्टल से होता है। उनमें, जाली संरचना सममित और कड़ाई से आवधिक है। इसलिए, यह हमेशा संरक्षित रहता है, चाहे शरीर कितनी भी दूर क्यों न फैले। किसी पदार्थ के अणुओं की दोलन गति इस जाली को नष्ट करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

लेकिन अनाकार शरीर भी हैं। परमाणुओं की व्यवस्था में उनके पास सख्त संरचना का अभाव है। वे कहीं भी हो सकते हैं। लेकिन यह स्थान उतना ही स्थिर है जितना कि क्रिस्टलीय पिंड में। अनाकार और क्रिस्टलीय पदार्थों के बीच का अंतर यह है कि उनके पास एक विशिष्ट पिघलने (जमना) तापमान नहीं होता है और उन्हें तरलता की विशेषता होती है। ऐसे पदार्थों के ज्वलंत उदाहरण कांच और प्लास्टिक हैं।

दूसरा राज्य: तरल

पदार्थ की यह समग्र अवस्था ठोस और गैस के बीच का संकरण है। इसलिए, यह पहले और दूसरे से कुछ गुणों को जोड़ता है। तो, कणों और उनकी बातचीत के बीच की दूरी क्रिस्टल के मामले के समान ही है। लेकिन यहाँ स्थान और गति गैस के करीब है। इसलिए, तरल अपने आकार को बरकरार नहीं रखता है, लेकिन उस बर्तन में फैल जाता है जिसमें इसे डाला जाता है।

तीसरा राज्य: गैस

"भौतिकी" नामक विज्ञान के लिए, गैस के रूप में एकत्रीकरण की स्थिति अंतिम स्थान पर नहीं है। आखिरकार, वह अपने आसपास की दुनिया का अध्ययन करती है, और उसमें हवा बहुत आम है।

इस अवस्था की विशेषताएं यह हैं कि अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की शक्ति व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है। यह उनके मुक्त आंदोलन की व्याख्या करता है। जिससे गैसीय पदार्थ उसे दिए गए पूरे आयतन को भर देता है। इसके अलावा, सब कुछ इस स्थिति में स्थानांतरित किया जा सकता है, आपको बस वांछित मात्रा में तापमान बढ़ाने की आवश्यकता है।

चौथा राज्य: प्लाज्मा

पदार्थ की यह समग्र अवस्था एक गैस है जो पूर्ण या आंशिक रूप से आयनित होती है। इसका मतलब है कि इसमें ऋणात्मक और धनात्मक आवेशित कणों की संख्या लगभग समान होती है। यह स्थिति तब होती है जब गैस गर्म होती है। फिर थर्मल आयनीकरण की प्रक्रिया का तेज त्वरण होता है। यह इस तथ्य में निहित है कि अणु परमाणुओं में विभाजित होते हैं। बाद वाला फिर आयनों में बदल जाता है।

ब्रह्मांड के भीतर, ऐसी स्थिति बहुत आम है। क्योंकि इसमें सभी तारे और उनके बीच का माध्यम शामिल है। पृथ्वी की सतह की सीमाओं के भीतर, यह बहुत ही कम होता है। आयनमंडल और सौर वायु के अलावा, प्लाज्मा केवल गरज के साथ ही संभव है। बिजली की चमक में, ऐसी स्थितियाँ बन जाती हैं जिनमें वायुमंडल की गैसें पदार्थ की चौथी अवस्था में चली जाती हैं।

लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि प्रयोगशाला में प्लाज्मा नहीं बनाया गया है। पहली चीज जो पुन: उत्पन्न की जा सकती थी वह थी गैस का निर्वहन। प्लाज्मा अब फ्लोरोसेंट रोशनी और नियॉन संकेत भरता है।

राज्यों के बीच संक्रमण कैसे किया जाता है?

ऐसा करने के लिए, आपको कुछ शर्तें बनाने की आवश्यकता है: एक निरंतर दबाव और एक विशिष्ट तापमान। इस मामले में, किसी पदार्थ की समग्र अवस्थाओं में परिवर्तन ऊर्जा की रिहाई या अवशोषण के साथ होता है। इसके अलावा, यह संक्रमण बिजली की गति से नहीं होता है, लेकिन इसके लिए एक निश्चित समय की आवश्यकता होती है। इस समय के दौरान, शर्तों को अपरिवर्तित रहना चाहिए। संक्रमण दो रूपों में पदार्थ के एक साथ अस्तित्व के साथ होता है, जो थर्मल संतुलन बनाए रखता है।

पदार्थ की पहली तीन अवस्थाएँ परस्पर एक से दूसरे में जा सकती हैं। प्रत्यक्ष प्रक्रियाएं हैं और रिवर्स वाले हैं। उनके निम्नलिखित नाम हैं:

• गलन(ठोस से द्रव में) और क्रिस्टलीकरण, उदाहरण के लिए, बर्फ का पिघलना और पानी का जमना;
• वाष्पीकरण(तरल से गैसीय) और वाष्पीकरण, एक उदाहरण पानी का वाष्पीकरण और भाप से इसका उत्पादन है;
• उच्च बनाने की क्रिया(ठोस से गैसीय) तथा ऊर्ध्वपातन, उदाहरण के लिए, उनमें से पहले के लिए सूखी सुगंध का वाष्पीकरण और दूसरे के लिए कांच पर ठंढा पैटर्न।

पिघलने और क्रिस्टलीकरण का भौतिकी

यदि एक ठोस पिंड को गर्म किया जाता है, तो एक निश्चित तापमान पर, कहा जाता है गलनांकएक विशिष्ट पदार्थ, एकत्रीकरण की स्थिति में परिवर्तन, जिसे पिघलने कहा जाता है, शुरू हो जाएगा। यह प्रक्रिया ऊर्जा के अवशोषण के साथ चलती है, जिसे कहते हैं गर्मी की मात्राऔर पत्र के साथ चिह्नित है क्यू. इसकी गणना करने के लिए, आपको पता होना चाहिए संलयन की विशिष्ट ऊष्मा, जो दर्शाया गया है λ . और सूत्र इस तरह दिखता है:

क्यू = λ * एम, जहां m पिघलने में शामिल पदार्थ का द्रव्यमान है।

यदि रिवर्स प्रक्रिया होती है, यानी तरल का क्रिस्टलीकरण होता है, तो स्थितियां दोहराई जाती हैं। फर्क सिर्फ इतना है कि ऊर्जा निकलती है, और सूत्र में ऋण चिह्न दिखाई देता है।

वाष्पीकरण और संघनन का भौतिकी

पदार्थ के निरंतर ताप के साथ, यह धीरे-धीरे उस तापमान तक पहुंच जाएगा जिस पर इसका गहन वाष्पीकरण शुरू हो जाएगा। इस प्रक्रिया को वाष्पीकरण कहा जाता है। यह फिर से ऊर्जा के अवशोषण की विशेषता है। बस इसकी गणना करने के लिए, आपको यह जानने की जरूरत है वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा आर. और सूत्र होगा:

क्यू = आर * एम.

विपरीत प्रक्रिया या संघनन समान मात्रा में ऊष्मा के निकलने के साथ होता है। इसलिए, सूत्र में फिर से एक ऋण दिखाई देता है।