Estado de la materiaDe Wikipedia, la enciclopedia libreNo debe confundirse con la Fase (materia).

En la física, un estado de la materia es una de las formas distintas que la materia adquiere. Cuatro estados de la materia son observables en la vida cotidiana: sólido, líquido, gas y plasma.Muchos otros estados son conocidos, tales como los condensados de Bose-Einstein  y la materia de neutrones degenerados, pero éstas sólo se producen en situaciones extremas como la de ultra frío o de ultra materia densa. Otros estados, como plasmas de quarks y gluones, se cree que son posibles, pero siguen siendo teórica por ahora. Para obtener una lista completa de todos los estados exóticos de la materia, consulte la lista de los estados de la materia.

Históricamente, la distinción se hace sobre la base de diferencias cualitativas en propiedades. La materia en estado sólido mantiene un volumen fijo y forma, con partículas de componentes(átomos, moléculas o iones) cerca juntos y fija en su lugar. La materia en estado líquido mantiene un volumen fijo, pero tiene una forma variable que se adapta para ajustarse a su contenedor.Sus partículas aún están muy juntas, pero se mueven libremente. La materia en estado gaseoso tiene tanto volumen y forma variables, adaptándose tanto para adaptarse a su contenedor. Sus partículas son ni muy juntos ni fijo en su lugar. La materia en estado de plasma tiene un volumen variable y forma, pero así como átomos neutros, que contiene un número significativo de los iones y electrones, ambos de los cuales pueden moverse libremente. El plasma es la forma más común de la materia visible en el universo. [1]

Los cuatro estados fundamentales de la materia. Agujas del reloj desde arriba a la izquierda, son

sólidos, líquidos, plasma y gas, representado por una escultura dehielo, una gota de agua, arco

eléctrico de una bobina de tesla, y el aire alrededor de las nubes, respectivamente.

El término fase se utiliza a veces como sinónimo de estado de la materia, sino un sistema puede contener varias fases inmiscibles del mismo estado de la materia (ver Fase (materia) para más discusión de la diferencia entre los dos términos).

Contenidos

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1 Los cuatro estados fundamentaleso 1.1 Sólidoso 1.2 Líquidoo 1.3 Gaso 1.4 Plasma

2 transiciones de fase 3 estados no clásicos

o 3.1 Cristalo 3.2 Cristales con algún grado de trastornoo 3.3 Estados de cristal líquidoo 3.4 magnéticamente ordenadao 3.5 separados por microfaseo 3.6 líquido de hilatura Quantum

4 estados de baja temperaturao 4.1 superfluidoo 4.2 de Bose-Einsteino 4.3 condensados fermiónicoso 4.4 Rydberg moléculao 4.5 Estado Hall cuánticoo 4,6 materia extrañao 4,7 materia Fotónicao 4.8 Dropleton

5 estados de alta energíao 5,1 materia degeneradao 5.2 plasma de quarks-gluoneso 5.3 condensado de color de cristal

6 estados muy altos de energía 7 Otros estados propuestos

o 7.1 supersólidoo 7.2 líquido String-neto 7.3 Superglasso 7.4 La materia oscurao 7.5 Equilibrio de gel

8 Véase también 9 Notas y referencias 10 Enlaces externos

Los cuatro estados fundamentalesSólido

Un sólido cristalino: Imagen atómica resolución de titanato deestroncio. Átomos brillantes son Sr y las

más oscuras son Ti.Artículo principal: Sólido

En un sólido las partículas (iones, átomos o moléculas) están estrechamente embaladas en común. Las fuerzas entre partículas son fuertes para que las partículas no pueden moverse libremente, pero sólo pueden vibrar. Como resultado, un sólido tiene una forma definida estable, y un volumen definido.Sólidos sólo pueden cambiar su forma por la fuerza, como cuando se rompen o cortar.

En los sólidos cristalinos, las partículas (átomos, moléculas o iones) se empaquetan en un patrón de repetición ordenada regularidad. Hay varios diferentesestructuras cristalinas, y la misma sustancia puede tener más de una estructura (o en fase sólida). Por ejemplo, el hierro tiene un cúbica centrada en el cuerpo estructura a temperaturas inferiores a 912 ° C, y una cúbica centrada en las caras estructura entre 912 y 1.394 ° C. Hielo tiene quince estructuras conocidas de cristal, o quince fases sólidas, que existen a diversas temperaturas y presiones. [2]

Gafas y otros no cristalina, sólidos amorfos sin orden de largo alcance no son térmicos equilibrio estados fundamentales; por lo tanto, que se describen a continuación como estados no clásicos de la materia.

Los sólidos pueden ser transformados en líquidos por fusión, y los líquidos pueden ser transformados en sólidos por congelación. Los sólidos también pueden cambiar directamente en gases a través del proceso de sublimación, y los gases del mismo modo pueden cambiar directamente en sólidos a través de la deposición.

Líquido

Estructura de un líquido monoatómico clásica. Los átomos tienen muchos vecinos más cercanos están

en contacto, pero sin orden de largo alcance está presente.Artículo principal: Líquido

Un líquido casi incompresible es un fluido que se ajusta a la forma de su envase, pero conserva una (casi) volumen constante independiente de la presión.El volumen es definida si el temperatura y presión son constantes. Cuando un sólido se calienta por encima de su punto de fusión, se convierte en líquido, dado que la presión es mayor que el punto triple de la sustancia. Intermolecular (o interatómicas o interiónicas) fuerzas siguen siendo importantes, pero las moléculas de tener suficiente energía para mover uno respecto al otro y la estructura es móvil. Esto significa que la forma de un líquido no es definitivo, pero está determinada por su contenedor. El volumen es generalmente mayor que la de la, siendo el más conocido excepción compacto de agua correspondiente, H 2 O. La temperatura más alta a la que puede existir un líquido dado es su temperatura crítica. [3]

Gas

Los espacios entre las moléculas de gas son muy grandes. Las moléculas de gas tienen vínculos muy

débiles o no en absoluto. Las moléculas de "gas" pueden desplazarse con facilidad y rapidez.Artículo principal: Gas

Un gas es un fluido compresible. No sólo será un gas adaptarse a la forma de su contenedor, sino que también se ampliará para llenar el recipiente.

En un gas, las moléculas tienen suficiente energía cinética para que el efecto de las fuerzas intermoleculares es pequeño (o cero por un gas ideal), y la distancia típica entre moléculas vecinas es mucho mayor que el tamaño molecular. Un gas no tiene forma definida o volumen, pero ocupa todo el recipiente en el que está confinado. Un líquido puede convertirse en un gas por calentamiento a presión constante a la temperatura de ebullición, o bien reduciendo la presión a temperatura constante.

A temperaturas por debajo de su temperatura crítica, un gas también se llama un vapor, y puede ser licuado por compresión sola sin enfriamiento. Un vapor puede existir en equilibrio con un líquido (o sólido), en cuyo caso la presión del gas es igual a la presión de vapor del líquido (o sólido).

Un fluido supercrítico (SCF) es un gas cuya temperatura y presión están por encima de la temperatura crítica y presión crítica, respectivamente. En este estado, la distinción entre el líquido y el gas desaparece. Un fluido supercrítico tiene las propiedades físicas de un gas, pero su alta densidad confiere propiedades disolventes en algunos casos, lo que conduce a aplicaciones útiles. Por ejemplo, dióxido de carbono supercrítico se usa para extraer la cafeína en la fabricación de descafeinado café.

 [4]

Plasma

En un plasma, los electrones son arrancados de sus núcleos, formando un electrón "mar". Esto le da la

capacidad para conducir la electricidad.Artículo principal: Plasma (física)

Como un gas, plasma no tiene forma definida o volumen. A diferencia de los gases, plasmas son eléctricamente conductor, producen campos magnéticos y corrientes eléctricas, y responden fuertemente a las fuerzas electromagnéticas. Núcleos cargados positivamente nadan en un "mar" de libertad de movimiento de los electrones disociados, de forma similar a la forma en que estos cargos existan en metal conductor. De hecho, es este electrón "mar" que permite que la materia en estado de plasma para conducir la electricidad.

El estado de plasma es a menudo mal entendido, pero en realidad es bastante común en la Tierra, y la mayoría de las personas lo observan de manera regular y sin siquiera darse cuenta. Relámpago, chispas eléctricas, luces fluorescentes, luces de neón, televisores de plasma, algunos tipos de llama y las estrellas son todos ejemplos de la materia iluminada en estado de plasma.

Un gas generalmente se convierte en un plasma en una de dos maneras, ya sea desde una diferencia enorme tensión entre dos puntos, o mediante su exposición a temperaturas extremadamente altas.

Calefacción asunto a altas temperaturas hace que los electrones para dejar los átomos, dando lugar a la presencia de electrones libres. A temperaturas muy altas, tales como los presentes en estrellas, se supone que esencialmente todos los electrones son "libres", y que un plasma de muy alta energía es esencialmente la natación núcleos desnudos en un mar de electrones.

Transiciones de faseArtículo principal: Transiciones de fase

Este diagrama ilustra las transiciones entre los cuatro estados fundamentales de la materia.

Un estado de la materia también se caracteriza por las transiciones de fase. Una transición de fase indica un cambio en la estructura y puede ser reconocido por un cambio abrupto en propiedades. Un estado distinto de la materia se puede definir como un conjunto de estados distinguirse de cualquier otro conjunto de estados por una transición de fase. El agua puede decirse que tiene varios estados sólidos distintos. [5] La aparición de la superconductividad se asocia con una transición de fase, por lo que hay superconductores estados. Del mismo modo,ferromagnéticos estados están delimitadas por las transiciones de fase y tienen propiedades distintivas. Cuando el cambio de estado se produce en etapas los pasos intermedios se denominanmesofases. Tales fases han sido explotados por la introducción de cristal líquido tecnología. [6][7]

El estado o fase de un conjunto dado de la materia pueden cambiar en función de la presión y de temperatura condiciones, la transición a otras fases ya que estas condiciones cambian a favor de su existencia; por ejemplo, transiciones sólido a líquido con un aumento en la temperatura. Cerca del

cero absoluto, existe una sustancia como un sólido. A medida que se añade calor a esta sustancia se funde en un líquido en su punto de fusión, forúnculos en un gas en su punto de ebullición, y si se calienta lo suficientemente alta como sería introducir un plasma estado en el que loselectrones son tan lleno de energía que salen de sus átomos de matrices.

Las formas de materia que no están compuestos de moléculas y están organizados por diferentes fuerzas también pueden considerarse diferentes estados de la materia. Superfluidos (comocondensados fermiónicos) y el plasma de quarks-gluones son ejemplos.

En una ecuación química, el estado de la cuestión de los productos químicos se puede mostrar como (s) para sólidos, (l) de líquido, y (g) para el gas. Una solución acuosa se denota (aq). La materia en estado de plasma se utiliza rara vez (en su caso) en las ecuaciones químicas, por lo que no hay símbolo estándar para referirse a él. En las ecuaciones raras que el plasma se utiliza en el plasma se simboliza como (p).

Estados no clásicosVasoArtículo principal: Cristal

Representación esquemática de una forma cristalina de la red al azar (izquierda) y red cristalina

ordenada (derecha) de la composición química idéntica.

Glass es un no-cristalino o sólido amorfo material que exhibe una transición vítrea cuando se calienta hacia el estado líquido.Gafas pueden ser de muy diferentes clases de materiales: redes inorgánicas (tales como vidrio de ventana, hecha de silicatoaditivos más), aleaciones metálicas, masas fundidas iónicos, soluciones acuosas, líquidos moleculares, y polímeros.Termodinámicamente, un vaso está en un estado metaestable con respecto a su homólogo cristalino. La tasa de conversión, sin embargo, es prácticamente cero.

Cristales con algún grado de trastorno

Un cristal de plástico es un sólido molecular con largo alcance orden posicional pero con moléculas constituyentes de retención libertad de rotación; en un vaso de orientación este grado de libertad se congela en una desordenada templadoestado.

Del mismo modo, en un vaso de centrifugado trastorno magnético es congelado.

Estados de cristal líquidoArtículo principal: de cristal líquido

Estados de cristal líquido tienen propiedades intermedias entre los líquidos y sólidos móviles ordenados. En general, son capaces de fluir como un líquido, pero exhibe orden de largo alcance. Por ejemplo, la fase nemática consiste en moléculas con forma de varilla larga tales como para-azoxyanisole, que es nemático en el rango de temperatura de 118-136 ° C. [8] En este estado las moléculas de flujo como en un líquido, pero todos ellos punto en la misma dirección (dentro de cada dominio) y no puede girar libremente.

Otros tipos de cristales líquidos se describen en el artículo principal en estos estados. Varios tipos tienen importancia tecnológica, por ejemplo, en pantallas de cristal líquido.

Magnéticamente ordenada

Metales de transición átomos a menudo tienen momentos magnéticos debido a la red de espín de los electrones que permanecen no pareada y no forman enlaces químicos. En algunos sólidos los momentos magnéticos en diferentes átomos se ordenan y pueden formar un material ferromagnético, un antiferromagnético o una ferrimagnet.

En un material ferromagnético -por ejemplo, sólido hierro -el momento magnético en cada átomo está alineado en la misma dirección (dentro de un dominio magnético). Si también están alineados los dominios, el sólido es un permanente de imán, que es magnético, incluso en ausencia de un externa campo magnético. La magnetización desaparece cuando el imán se calienta a lapunto de Curie, que para el hierro es 768 ° C.

Un antiferromagneto tiene dos redes de momentos magnéticos iguales y opuestas, que se anulan entre sí de manera que la magnetización neta es cero. Por ejemplo, en níquel (II) óxido (NiO), la mitad de los átomos de níquel tienen momentos alineados en una dirección y un medio en la dirección opuesta.

En una ferrimagnet, las dos redes de momentos magnéticos son opuestas pero desigual, por lo que la cancelación es incompleta y hay una magnetización neta distinta de cero. Un ejemplo es la magnetita (Fe 3 O 4), que contiene Fe 

2+ y Fe 3+ iones con diferentes momentos magnéticos.

Separados por microfaseArtículo principal: Copolímero

Copolímero de bloque de SBS en elTEM

Los copolímeros pueden someterse a separación de microfases para formar un conjunto diverso de nanoestructuras periódicas, como se muestra en el ejemplo de la copolímero de bloque de estireno-butadieno-estireno muestra a la derecha. Separación de microfases puede ser entendido por analogía a la separación de fase entre el aceite y el agua. Debido a la incompatibilidad química entre los bloques, copolímeros de bloque se someten a una separación de fases similar. Sin embargo, debido a que los bloques están unidos covalentemente entre sí, no pueden desmezclar macroscópicamente como el agua y el aceite puede, y así que en vez de los bloques formar nanómetros estructuras -sized. Dependiendo de las longitudes relativas de cada bloque y la topología de bloques global del polímero, muchos morfologías pueden ser obtenidas, cada uno su propia fase de la materia.

Líquido de hilatura Quantum

Artículo principal: líquido de hilatura Quantum

Un estado desordenado en un sistema de interactuar espines cuánticos que conserva su trastorno temperaturas a muy bajos, a diferencia de otros estados desordenados.

Estados de baja temperaturaSuperfluido

Líquido de helio en una fase de superfluido arrastra para arriba en las paredes de la copa en

una película deRollin, con el tiempo que gotea de la copa.Artículo principal: superfluido

Cerca del cero absoluto, algunos líquidos formar un segundo estado líquido descrito como superfluido porque tiene cero viscosidad (o fluidez infinita, es decir, que fluye sin fricción). Esto fue descubierto en 1937 por el helio, que forma un superfluido por debajo de la temperatura de lambda de 2,17 K. En este estado se tratará de "subir" fuera de su recipiente. [9] También tiene infinita conductividad térmica de modo que ningún gradiente de temperaturapuede formar en un superfluido. La colocación de un superfluido en un recipiente de hilado se traducirá en vórtices cuantificados.

Estas propiedades se explican por la teoría de que los isótopos comunes de helio-4 forma un condensado de Bose-Einstein (véase la sección siguiente) en el estado superfluido. Más recientemente, los condensados fermiónicos superfluidos se han formado a temperaturas aún más bajas por el raro isótopohelio-3 y de litio-6. [10]

Bose-Einstein

Velocidad en un gas de rubidio, ya que se enfría: el material de partida es a la izquierda, y el

condensado de Bose-Einstein es a la derecha.Artículo principal: Bose-Einstein

En 1924, Albert Einstein y Satyendra Nath Bose predijeron el "condensado de Bose-Einstein" (BEC), a veces conocido como el quinto estado de la materia. En un BEC, la materia deja de comportarse como partículas independientes, y se derrumba en un único estado cuántico que puede describirse con una sola función de onda uniforme.

En la fase de gas, el condensado de Bose-Einstein mantuvo una predicción teórica no verificada por muchos años. En 1995, los grupos de investigación de Eric Cornell y Carl Wieman, de JILA en la Universidad de Colorado en Boulder, produjeron el primer condensado experimentalmente. Un condensado de Bose-Einstein es "más frío" de un sólido. Puede ocurrir cuando los átomos tienen muy similares (o el mismo) niveles cuánticos, a temperaturas muy cercanas al cero absoluto (-273,15 ° C).

Condensado fermiónicaArtículo principal: condensados fermiónicos

Un condensado fermiónica es similar a la de condensado de Bose-Einstein, pero compuesta de fermiones. El principio de exclusión de Pauli impide fermiones entre en el mismo estado cuántico, pero un par de fermiones puede comportarse como un bosón, y múltiples tales pares entonces puede entrar en el mismo estado cuántico sin restricciones.

Rydberg molécula

Uno de los estados metaestables de plasma fuertemente no ideal es cuestión de Rydberg, que forma a la condensación de átomos excitados. Estos átomos pueden también convertirse en iones yelectrones si llegan a una cierta temperatura. En abril de 2009, la Naturaleza informó la creación de moléculas Rydberg de un átomo Rydberg y un estado fundamental del átomo, [11] que confirma que podría existir un estado de la materia tales. [12] El experimento se realizó con ultrafríos rubidio átomos.

Estado Hall cuánticoArtículo principal: efecto Hall cuántico

Un estado Hall cuántico da lugar a cuantizado tensión de Hall medida en la dirección perpendicular al flujo de corriente. Un estado de espín Salón cuántica es una fase teórica que puede allanar el camino para el desarrollo de dispositivos electrónicos que disipan menos energía y generan menos calor. Esta es una derivación del estado Hall cuántico de la materia.

Materia extrañaArtículo principal: la materia extraña

Materia extraña es un tipo de materia de quarks que pueda existir dentro de algunas estrellas de neutrones cerca del límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff (aproximadamente 2.3 masassolares). Puede ser estable en estados de energía más bajos una vez formado.

Cuestión FotónicaArtículo principal: importa Fotónica

En materia fotónica, los fotones se comportan como si no tuvieran masa, y pueden interactuar entre sí, incluso formando "moléculas" fotónicos. Esto está en contraste con las propiedades habituales de fotones, que no tienen masa en reposo, y no puede interactuar.

DropletonArtículo principal: Dropleton

Un "niebla cuántica" de electrones y huecos que fluyen alrededor de la otra e incluso ondulan como un líquido, en lugar de existir como pares discretos. [13]

Estados de alta energíaMateria degeneradaArtículo principal: materia degenerada

Bajo una presión extremadamente alta, la materia ordinaria sufre una transición a una serie de estados exóticos de la materia conocido colectivamente como materia degenerada. En estas condiciones, la estructura de la materia es apoyada por el principio de exclusión de Pauli. Estos son de gran interés para los astrofísicos, porque se cree que estas condiciones de alta presión que existe dentro de estrellas que han agotado su fusión nuclear "combustible", como las enanas blancas y estrellas de neutrones.

Materia-Electron degenerada se encuentra dentro de enanas blancas estrellas. Los electrones permanecen unidos a los átomos, pero son capaces de transferir a átomos adyacentes. Materia de neutrones degenerados se encuentra en las estrellas de neutrones. Presión gravitacional Vast comprime átomos tan fuertemente que los electrones se ven obligados a combinar con los protones a través inversa desintegración beta, dando como resultado un conglomerado superdensa de neutrones. (Normalmente neutrones libres fuera de un núcleo atómico se decaer con una vida media de poco menos de 15 minutos, pero en una estrella de neutrones, como en el núcleo de un átomo, otros efectos de estabilizar los neutrones.)

Plasma de quarks-gluonesArtículo principal: el plasma de quarks y gluones

Plasma de quarks-gluones es una fase en la que los quarks ser libre y capaz de moverse de forma independiente (en lugar de estar atado perpetuamente en partículas) en un mar de gluones(partículas subatómicas que transmiten la fuerza fuerte que une a los quarks entre sí); esto es similar a la división de las moléculas en átomos. Este estado puede ser brevemente posible en los aceleradores de partículas, y permite a los científicos observar las propiedades de los quarks individuales, y no sólo teorizar. Ver también la producción de extrañeza.

Plasma de quarks y gluones se descubrió en el CERN en 2000.

Condensado Color-vidrioArtículo principal: el condensado de color de cristal

Condensado en color de cristal es un tipo de materia teorizó que existen en los núcleos atómicos que viajan cerca de la velocidad de la luz. Según la teoría de la relatividad de Einstein, un núcleo de alta energía aparece longitud contratada, o se comprime, a lo largo de su dirección de movimiento. Como resultado, los gluones dentro del núcleo parecen un observador estacionario como una "pared gluonic" viajar cerca de la velocidad de la luz. A muy altas energías, la densidad de los gluones en esta pared se ve aumentar en gran medida. A diferencia del plasma de quarks-gluones producida en la colisión de estas paredes, el condensado de color de vidrio se describen las paredes ellos mismos, y es una propiedad intrínseca de las partículas que sólo pueden observarse bajo condiciones de alta energía como los que en el RHIC, y posiblemente en el Gran Colisionador de Hadrones también.

Estados de muy alta energíaLa singularidad gravitacional predicho por la relatividad general que existe en el centro de un agujero negro es no una fase de la materia; no es un objeto material en absoluto (aunque la masa-energía de la materia contribuyó a su creación), sino más bien una propiedad de espacio-tiempo en un lugar. Se podría argumentar, por supuesto, que todas las partículas son propiedades del espacio-tiempo en un lugar, [14] dejando una media nota de la controversia sobre el tema.

Otros estados propuestosSupersólidoArtículo principal: supersólido

A supersólido es un material espacialmente ordenado (es decir, un sólido o cristalino) con propiedades superfluidas. Similar a un superfluido, un supersólido es capaz de moverse sin fricción, pero conserva una forma rígida. Aunque un supersólido es un sólido, exhibe tantas propiedades características diferentes de otros sólidos que muchos sostienen que es otro estado de la materia. [15]

Líquido-String netaArtículo principal: String-net líquido

En un líquido de cadena neta, los átomos tienen disposición aparentemente inestable, como un líquido, pero siguen siendo coherentes en el patrón general, como un sólido. Cuando en un estado sólido normales, los átomos de la materia se alinean en un patrón de rejilla, de modo que el giro de cualquier electrón es lo opuesto a la rotación de los electrones tocarlo. Pero en un líquido de cadena neta, los átomos están dispuestos en un patrón que requiere algunos electrones tener vecinos con el mismo giro. Esto da lugar a curiosas propiedades, así como el apoyo a algunas propuestas inusuales sobre las condiciones fundamentales del universo mismo.

SupercopaArtículo principal: Supercopa

A Superglass es una fase de la materia que se caracteriza, al mismo tiempo, por la superfluidez y una estructura amorfa congelado.

Materia oscuraArtículo principal: La materia oscura

Mientras que la materia oscura se estima que comprenden el 83% de la masa de la materia en el universo, la mayor parte de sus propiedades siguen siendo un misterio debido al hecho de que ni absorbe  ni emite radiación electromagnética, y hay muchas teorías que compiten con respecto a lo de la materia oscura es en realidad hecho de. Así, mientras que es la hipótesis de la existencia y comprender la gran mayoría de la materia del universo, casi todas sus propiedades son desconocidas y una cuestión de especulación, ya que sólo se ha observado a través de susgravitacionales efectos. [16][17]

Equilibrio de gelArtículo principal: gel de Equilibrio

Equilibrium gel está hecho de una arcilla sintética llamada Laponite. A diferencia de otros geles, mantiene la misma consistencia en toda su estructura y es estable, lo que significa que no se separa en secciones de masa sólida y las de masa más líquida. Cromatografía de líquidos de filtración en gel de equilibrio es una técnica utilizada para la cuantificación de la unión del ligando. [18]

Ver también

Estados ocultos de la materia Elemento Clásica Física de la Materia Condensada Curva de enfriamiento Fase (materia) Sobreenfriamiento Sobrecalentamiento

Notas y referencias

1. Salta hacia arriba^ A menudo se afirma que más del 99% del material en el universo visible es plasma. Véase, por ejemplo, DA Gurnett; . A. Bhattacharjee (2005) Introducción a la Física del Plasma: Con espacial y sus aplicaciones de laboratorio. Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. p. 2. ISBN  0-521-36483-3. Y K Scherer; H Fichtner; . B Heber (2005) Clima Espacial: la física detrás de un lema. Berlin: Springer. p. 138.ISBN  3-540-22907-8.. En esencia, toda la luz visible desde el espacio viene de estrellas, que son plasmas con una temperatura tal que irradian fuertemente en longitudes de onda visibles. La mayor parte de la corriente (o bariónica materia) en el universo, sin embargo, se encuentra en el medio intergaláctico , que es también un plasma, pero mucho más caliente, de modo que irradia principalmente como rayos-X. El consenso científico actual es que alrededor del 96% de la densidad total de energía en el universo no es plasma o cualquier otra forma de materia ordinaria, sino una combinación de materia oscura fría y la energía oscura.

2. Salta^ MA Wahab (2005). Física del Estado Sólido: Estructura y propiedades de los materiales. Ciencia Alfa. pp. 03.01. ISBN 1-84265-218-4.

3. Salta hacia arriba^ F. White (2003). Mecánica de Fluidos. McGraw-Hill. p. 4.ISBN  0-07-240217-2.

4. Salta hacia arriba^ G. . Turrell (1997) Dinámica de Gases: Teoría yAplicaciones. John Wiley & Sons. pp. 3-5. ISBN  0-471-97573-7.

5. Salta hacia arriba^ M. Chaplin (20 de agosto de 2009). "Fase AguaDiagrama". Estructura de Agua y Ciencia. Obtenidoveintitrés 02 2.010.

6. Salta^ DL Goodstein (1985). Estados de la materia. Dover Phoenix.ISBN  978-0-486-49506-4.7. Salta^ AP Sutton (1993). Estructura Electrónica de Materiales.Oxford Science Publications. pp.

10-12. ISBN  978-0-19-851754-2.

8. Salta^ Shao, Y .; Zerda, TW (1998). "Transiciones de fase de cristal líquido PAA en Geometrías confinados". Journal of Physical Chemistry B 102 (18): desde 3387 hasta 3.394 mil. Doi: 10.1021 /  jp9734437.

9. Salta^ JR Minkel (20 de febrero de 2009). "Extraño pero cierto: superfluido helio pueden trepar paredes". ScientificAmerican. Obtenido veintitrés 02 2.010.

10. Salta hacia arriba^ L. Valigra (22 de junio de 2005). "Los físicos del MIT crean nueva forma de materia". MIT Noticias. Obtenidoveintitrés 02 2.010.

11. Salta hacia arriba^ V. Bendkowsky et al. (2009). "La observación de Ultralargo-Range Rydberg moléculas". Naturaleza 458 (7241):. 1005-8bibcode: 2009Natur.458.1005B. Doi: 10.1038 /nature07945. PMID  19396141.

12. Salta hacia arriba^ V. Gill (23 de abril de 2009). "Primer Mundo para Strangemolécula". BBC News. Obtenido veintitrés 02 2.010.

13. Salta^ http://www.iflscience.com/physics/new-state-matter-discovered#3Oe9x65kkHViXABt.9914. Salta^ David Chalmers; David Manley; Ryan Wasserman (2009).Metametaphysics: Nuevos

Ensayos sobre los Fundamentos de la Ontología. Prensa de la Universidad de Oxford. pp. 378-.ISBN  978-0-19-954604-6.

15. Salta hacia arriba^ G. Murthy et al. (1997). "Los superfluidos y supersólidos sobre frustrados Rejas bidimensionales". Physical Review B 55(5): 3104. arXiv: cond-mat / 9607217. Bibcode: 1997PhRvB..55.3104M.  Doi: 10.1103 /PhysRevB.55.3104.

16. Salta^ Trimble, Virginia (1987). "La existencia y la naturaleza de la materia oscura en el universo". Revisión Anual de Astronomía y Astrofísica de 25:. 425-472 bibcode: 1987ARA yA..25..425T. Doi: 10.1146 / annurev.aa.25.090187.002233.

17. Salta^ Hinshaw, Gary F. (29 de enero de 2010). "¿Cuál es el universo hecho?". Universo 101 sitio web. NASA. Obtenido17 de marzo 2010 .

18. Salta^ Cartlidge, Edwin (12 de enero de 2012). "Nuevo Estado de la Materia Visto en arcilla". Tecnología. Página web CienciaAhora. Consultado el 10 de septiembre 2013 .

Enlaces externos

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de laagregación.

06.22.2005, MIT News: los físicos del MIT crean nueva forma de materia  Citat: "... Ellos se han convertido en el primero en crear un nuevo tipo de materia, un gas de átomos que muestra la superfluidez de alta temperatura."

10.10.2003, Science Daily: Fase metálico Para bosones Implica nuevo estado de la materia 2004-01-15, ScienceDaily: Posible descubrimiento de una nueva, supersólido, fase de la materia  Citat: "...

Nos parecer hemos observado, por primera vez, un material sólido con las características de un superfluido ... sino porque todo sus partículas están en el estado cuántico idéntica, sigue siendo un sólido a pesar de que sus partículas componentes están fluyendo continuamente ... "

01.29.2004, ScienceDaily: NIST / Universidad de Colorado científicos Crear nueva forma de materia: Un fermiónica Condensado

Videos cortos que demuestran de los Estados de la Materia, sólidos, líquidos y gases por el Prof. JM Murrell, Universidad de Sussex

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V

T

E

Estados de la materia

Estado

Sólido

Líquido

Gas  / vapor

Plasma

Energía baja

Bose-Einstein

Condensado fermiónica

Materia degenerada

Hall cuántico

Cuestión Rydberg

Materia extraña

Superfluido

Supersólido

Cuestión Fotónica

Alta energía

Cuestión QCD

Plasma de quarks-gluones

Fluido supercrítico

Otros estados

Coloide

Vaso

Cristal liquido

Líquido de hilatura Quantum

Magnéticamente ordenada

Antiferromagnético

Ferrimagnet

Ferromagneto

Líquido-String neta

Supercopa

Transiciones Ebullición

Punto de ebullicion

Condensación

Línea crítica

Punto crítico

Cristalización

Declaración

Evaporación

Evaporación flash

Congelación

Ionización química

Ionización

Punto Lambda

Fusión

Punto de fusion

La recombinación

Regelation

Fluido saturada

Sublimación

Sobreenfriamiento

Punto Triple

Vaporización

Vitrificación

Cantidades

Entalpía de fusión

Entalpía de sublimación

Entalpía de vaporización

Calor latente

Interior de la energía latente

Relación de Trouton

Volatilidad

Conceptos Binodal

Fluido comprimido

Curva de enfriamiento

Ecuación de estado

Efecto leidenfrost

Efecto mpemba

Orden y desorden (la física)

Espinodal

Superconductividad

Vapor sobrecalentado

Sobrecalentamiento

Efecto térmico dieléctrico

Listas Lista de los estados de la materia

Estado de agregación de la materia

Este diagrama muestra la nomenclatura para las diferentes transiciones de fase sureversibilidad y

relación con la variación de la entalpía.

En física y química se observa que, para cualquier sustancia o elemento material, modificando

sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases,

denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de

las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.

Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes; los más

conocidos y observables cotidianamente son cuatro, llamados

fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática. También son posibles otros estados que no se

producen de forma natural en nuestro entorno, por ejemplo: condensado de Bose-

Einstein, condensado fermiónico y estrellas de neutrones. Se cree que también son posibles

otros, como el plasma de quark-gluón.1

Índice

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1   Estado sólido 2   Estado líquido 3   Estado gaseoso 4   Estado plasmático

o 4.1   Perfil de la ionosfera 5   Condensado de Bose-Einstein 6   Condensado de Fermi 7   Supersólido 8   Otros posibles estados de la materia

9   Cambios de estado 10   Véase también 11   Referencias 12   Bibliografía 13   Enlaces externos

Estado sólido[editar]

Artículo principal: Sólido

Los objetos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma definida; sus átomos a

menudo se entrelazan formando estructuras estrechas definidas, lo que les confiere la

capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son calificados generalmente como

duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. En

los sólidos cristalinos, la presencia de espacios intermoleculares pequeños da paso a la

intervención de las fuerzas de enlace, que ubican a las celdillas en formas geométricas. En

los amorfos o vítreos, por el contrario, las partículas que los constituyen carecen de una

estructura ordenada.

Las sustancias en estado sólido suelen presentar algunas de las siguientes características:

Cohesión elevada;

Tienen una forma definida y memoria de forma, presentando fuerzas elásticas restitutivas

si se deforman fuera de su configuración original;

A efectos prácticos son incompresibles,

Resistencia a la fragmentación;

Fluidez muy baja o nula;

Algunos de ellos se subliman.

Véase también: Materia granular

Estado líquido[editar]

Artículo principal: Líquido

Si se incrementa la temperatura, el sólido va perdiendo forma hasta desaparecer la estructura

cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y

adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre

los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido

presenta las siguientes características:

Cohesión menor.

Movimiento energía cinética.

Son fluidos, no poseen forma definida, ni memoria de forma por lo que toman la forma de

la superficie o el recipiente que lo contiene.

En el frío se contrae (exceptuando el agua).

Posee fluidez a través de pequeños orificios.

Puede presentar difusión.

Son poco compresibles.

Estado gaseoso[editar]

Artículo principal: Gas

Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio.

Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de

atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se

expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases

las fuerzas gravitatorias y de atracción entre partículas resultan insignificantes. Es

considerado en algunos diccionarios como sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir

sus conceptos, ya que el término de vapor se refiere estrictamente para aquel gas que se

puede condensar por presurización a temperatura constante. Los gases se expanden

libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la

de los líquidos y sólidos.

Dependiendo de sus contenidos de energía o de las fuerzas que actúan, la materia puede

estar en un estado o en otro diferente: se ha hablado durante la historia, de un gas ideal o de

un sólido cristalino perfecto, pero ambos son modelos límites ideales y, por tanto, no tienen

existencia real.

En los gases reales no existe un desorden total y absoluto, aunque sí un desorden más o

menos grande.

En un gas, las moléculas están en estado de caos y muestran poca respuesta a la gravedad.

Se mueven tan rápidamente que se liberan unas de otras. Ocupan entonces un volumen

mucho mayor que en los otros estados porque dejan espacios libres intermedios y están

enormemente separadas unas de otras. Por eso es tan fácil comprimir un gas, lo que significa,

en este caso, disminuir la distancia entre moléculas. El gas carece de forma y de volumen,

porque se comprende que donde tenga espacio libre allí irán sus moléculas errantes y el gas

se expandirá hasta llenar por completo cualquier recipiente.

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

Cohesión casi nula.

No tienen forma definida.

Su volumen es variable.

Estado plasmático[editar]

Artículo principal: Plasma

El plasma es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han separado de

algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero

compuesto poraniones y cationes (iones con carga negativa y positiva, respectivamente),

separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es

el Sol.

En la baja Atmósfera terrestre, cualquier átomo que pierde un electrón (cuando es alcanzado

por una partícula cósmica rápida) se dice que está ionizado. Pero a altas temperaturas es muy

diferente. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos,

(ley de los gases ideales) y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos,

moviéndose muy rápido, son suficientemente violentas para liberar los electrones. En la

atmósfera solar, una gran parte de los átomos están permanentemente «ionizados» por estas

colisiones y el gas se comporta como un plasma.

A diferencia de los gases fríos (por ejemplo, el aire a temperatura ambiente), los plasmas

conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. La lámpara

fluorescente, contiene plasma (su componente principal es vapor de mercurio) que calienta y

agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara. La línea,

positivo eléctricamente un extremo y negativo, causa que los iones positivos se aceleren hacia

el extremo negativo, y que los electrones negativos vayan hacia el extremo positivo. Las

partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones

adicionales y mantienen el plasma, aunque se recombinen partículas. Las colisiones también

hacen que los átomos emitan luz y esta forma de luz es más eficiente que las lámparas

tradicionales. Los letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un principio similar y

también se usaron en electrónicas.

Perfil de la ionosfera[editar]

La parte superior de la ionosfera se extiende en el espacio algunos cientos de kilómetros y se

combina con la magnetosfera, cuyo plasma está generalmente más rarificado y también más

caliente. Los iones y los electrones del plasma de la magnetosfera provienen de la ionosfera

que está por debajo y del viento solar y muchos de los pormenores de su entrada y

calentamiento no están claros aún.

Existe el plasma interplanetario, el viento solar. La capa más externa del Sol, la corona, está

tan caliente que no sólo están ionizados todos sus átomos, sino que aquellos que comenzaron

con muchos electrones, tienen arrancados la mayoría (a veces todos), incluidos los electrones

de las capas más profundas que están más fuertemente unidos. En la corona del Sol se ha

detectado laradiación electromagnética característica del hierro que ha perdido 13 electrones.

Esta temperatura extrema evita que el plasma de la corona permanezca cautivo por

la gravedad solar y, así, fluye en todas direcciones, llenando el Sistema Solar más allá de los

planetas más distantes.

Propiedades del plasma

Hay que decir que hay 2 tipos de plasma, fríos y calientes:

En los plasmas fríos, los átomos se encuentran a temperatura ambiente y son los

electrones los que se aceleran hasta alcanzar una temperatura de 5000 °C. Pero

como los iones, que son muchísimo más masivos, están a temperatura ambiente, no

queman al tocarlos.

En los plasmas calientes, la ionización se produce por los choques de los átomos

entre sí. Lo que hace es calentar un gas mucho y por los propios choques de los

átomos entre sí se ionizan. Estos mismos átomos ionizados también capturan

electrones y en ese proceso se genera luz (por eso el Sol brilla, y brilla el fuego, y

brillan los plasmas de los laboratorios).

Condensado de Bose-Einstein[editar]

Artículo principal: Condensado de Bose-Einstein

Esta nueva forma de la materia fue obtenida el 5 de julio de 1995, por los físicos Eric A.

Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl E. Wieman, por lo que fueron galardonados en 2001 con

el Premio Nobel de física. Los científicos lograron enfriar los átomos a una temperatura

300 veces más baja de lo que se había logrado anteriormente. Se le ha llamado "BEC,

Bose - Einstein Condensado" y es tan frío y denso que aseguran que los átomos pueden

quedar inmóviles. Todavía no se sabe cuál será el mejor uso que se le pueda dar a este

descubrimiento. Este estado fue predicho porSatyendra Nath Bose y Albert Einstein en

1926.

Condensado de Fermi[editar]

Artículo principal: Condensado fermiónico

Creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999, el primer condensado de

Fermi formado por átomos fue creado en 2003. El condensado fermiónico, considerado

como el sexto estado de la materia, es una fase superfluida formada por

partículas fermiónicas a temperaturas bajas. Está cercanamente relacionado con el

condensado de Bose-Einstein. A diferencia de los condensados de Bose-Einstein, los

fermiones condensados se forman utilizando fermiones en lugar de bosones.

Dicho de otra forma, el condensado de Fermi es un estado de agregación de la materia en

la que la materia adquiere superfluidez. Se crea a muy bajas temperaturas,

extremadamente cerca delcero absoluto.

Los primeros condensados fermiónicos describían el estado de los electrones en

un superconductor. El primer condensado fermiónico atómico fue creado por Deborah S.

Jin en 2003. Un condensado quiral es un ejemplo de un condensado fermiónico que

aparece en las teorías de los fermiones sin masa con rotura de simetría quiral.

Supersólido[editar]

Este material es un sólido en el sentido de que la totalidad de los átomos del helio-(4) que

lo componen están congelados en una película cristalina rígida, de forma similar a como lo

están los átomos y las moléculas en un sólido normal como el hielo. La diferencia es que,

en este caso, “congelado” no significa “estacionario”.

Como la película de helio-4 es tan fría (apenas una décima de grado sobre el cero

absoluto), comienzan a imperar las leyes de incertidumbre cuántica. En efecto, los átomos

de helio comienzan a comportarse como si fueran sólidos y fluidos a la vez. De hecho, en

las circunstancias adecuadas, una fracción de los átomos de helio comienza a moverse a

través de la película como una sustancia conocida como “súper-fluido”, un líquido que se

mueve sin ninguna fricción. De ahí su nombre de “súper-sólido”.

Se demuestra que las partículas de helio aplicadas a temperaturas cercanas al 0 absoluto

cambian el momento de inercia y un sólido se convierte en un supersólido lo que

previamente aparece como un estado de la materia.

Otros posibles estados de la materia[editar]

Existen otros posibles estados de la materia; algunos de estos sólo existen bajo

condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del

universo después del Big Bang o gran explosión:

Superfluido

Materia degenerada

Materia fuertemente simétrica

Materia débilmente simétrica

Materia extraña  o materia de quarks

Superfluido polaritón

Materia fotónica

Cambios de estado[editar]

Artículo principal: Cambio de estado

Diagrama de los cambios de estado entre los estados sólido, líquido y gaseoso.

Para cada elemento o compuesto químico existen determinadas condiciones de presión y

temperatura a las que se producen los cambios de estado, debiendo interpretarse, cuando

se hace referencia únicamente a la temperatura de cambio de estado, que ésta se refiere

a la presión de la atm. (la presión atmosférica). De este modo, en "condiciones normales"

(presión atmosférica, 0 °C) hay compuestos tanto en estado sólido como líquido y

gaseoso (S, L y G).

Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación (S-G),

la vaporización (L-G), la condensación (G-L), lasolidificación (L-S), la fusión (S-L), y

la sublimación inversa (G-S). Es importante aclarar que estos cambios de estado tienen

varios nombres.

Véase también[editar]

Sobrefusión