Selgitame, mis on tahke olek ja millised on selle aine oleku füüsikalised omadused. Tahkete ainete näited.
Mis on tahke olek?
Tahket olekut nimetatakse üheks neljast olulisest vormist, milles mateeria esitatakse koos ainega vedel, sooda ja plasmaline. Neid vorme nimetatakse aine agregatsiooni olekud.
Tahkes olekus ainet (või lihtsalt tahkeid aineid) iseloomustab selle spetsiifiline paigutus osakesed, mis põhineb väga jäikadel ja tugevatel sidemetel, mis väljendub väga hästi määratletud füüsilises struktuuris. See tekib osakeste vaheliste ühtekuuluvusjõudude tõttu, mis vastutavad kuju ja kuju säilitamise eest maht tahke ja anda sellele teatud kõvadusvaru ja vastupidavus.
Neid jõude saab aga ületada faasimuutuste füüsikaliste protsesside kaudu, muutes tahke aine vedelikuks või gaasiks. Selliseid protsesse nimetatakse:
- Fusioon. Füüsiline protsess, mis koosneb taotlemisest soojust tahkeks, et suurendada oma temperatuuri kuni jõuate oma juurde sulamispunkt (temperatuur, mille juures tahke aine läheb vedelasse olekusse, sellel temperatuuril eksisteerivad tahke aine ja vedelik koos termodünaamilises tasakaalus). Kui temperatuur ületab selle punkti, suureneb tahke aine energia piisavalt, et purustada selle osakeste vaheline sidusus ja põhjustab faasimuutuse. Sulamine sõltub ka rõhust, millele tahke aine allub.
- Sublimatsioon. Füüsikaline protsess, mille käigus teatud tahke aine läheb otse gaasifaasi, ilma eelnevalt vedelat faasi läbimata. Seda saab saavutada temperatuuritingimustega manipuleerimisega ja Surve spetsiaalselt iga tahke aine jaoks, vältides seega vedelfaasi läbimist enne auruni jõudmist. Selle näiteks on tahke joodi (I) sublimatsioon, mille käigus tekib violetset värvi gaas.
Tahkis füüsikalised omadused
Tahkes olekus ainel on järgmised omadused:
- Jäikus. Üldiselt peab tahke aine deformatsioonile vastu. Näiteks: kinks, kinks, lõheneb. Ainult siis, kui nende vastupanu on ületatud, muudavad tahked ained kuju (püsivalt või ajutiselt, sõltuvalt nende elastsusest).
- Kokkusurumatus. Erinevalt gaasidest ja vedelikest ei saa tahked ained kokku suruda, st nende osakesed ei saa enam koos olla. Selle asemel, kui neile avaldatakse äärmuslikke survejõude, kipuvad need purunema või lagunema väiksemateks tükkideks.
- Kõvadus. Üldiselt on tahked ained vastupidavad teiste tahkete ainete tungimisele, isegi nende pinna kriimustamisele. Seda nimetatakse kõvaduseks, füüsiliseks tugevuseks teiste tahkete ainete toimel. Kõige kõvem teadaolev aine on teemant.
- Haprus. Tahked ained saab purustada väiksemateks tükkideks.
- Elastsus. Vastupidiselt rabedusele ja kõvadusele on elastsus teatud tahkete ainete võime läbida jõu mõjul hetkelise deformatsiooni ja naasta siis, kui nimetatud jõu mõju on lõppenud. Elastsetel materjalidel on kujumälu, mis võimaldab neil naasta oma varasemale paigutusele.
- Kõrge tihedusega. Enamikul tahketel ainetel on a tihedus suhteliselt kõrged, kuna neid moodustavad osakesed on üksteisele väga lähedal.
- Tekitavus. Mõned tahked kehad on võimelised töötama deformatsiooni teel. Tänu sellele omadusele on võimalik saada õhukesed materjalilehed purunemata.
- Määratletud kuju. Kuna tahked ained on jäigad, on neil kindel kuju ja nad ei voola nagu vedelikud ja gaasid.
Tahkis näited
Mõned näited tahkes olekus olevast ainest on järgmised:
- Metallid. Välja arvatud elavhõbe (Hg), säilitavad metallid toatemperatuuril oma tahkuse ja kõvaduse tänu metallist lingid tema vahel aatomid. Kui aga neile antakse piisavalt soojust (nagu sepikodades või valukodades), voolavad metallid nagu vedelikud ja võivad võtta teisi vorme.
- Jää. Vedel vesi, kui see viiakse külmumistemperatuurini, st kui see eemaldatakse kalorienergia Kuni temperatuurini 0 ºC see kristalliseerub ja muutub jääks, läbipaistvaks ja tahkeks aineks.
- Kivid. Mineraalidest ja lubja- või setteelementidest koosnevad kivid, mida leiame igal teel, on selgeim näide võimalikust tahkestusest planeedil.
- Betoon. Materjalide, nagu kruus, vesi ja tsement pulbrina, liitumise tulemus, esmalt märja pastana ja seejärel kuivatamisel äärmiselt kõva ainena, kasutatakse seda igapäevaselt tööstusele ehitusest.
- Luud. Mineraliseeritud kaltsiumiga, mis on võetud meie toidust, meie keha luudest või mis tahes kehast selgroogne loom Need on need, mis annavad kehale suurima tugevuse.