A következő tevékenységek a közép- és középiskolás korosztályt célozzák meg, bár néhány tartalom a haladóbb általános iskolások számára is megközelíthető. Az oldal emelt szintű tanulók számára is kiváló ismétlés. Minden feladat javascriptet használ, ami interaktívabb környezetet biztosít.

A Földön minden az anyag 4 állapotával (fázisával) – szilárd, folyékony, gáz és plazma – magyarázható.

Melyek a szilárd testek tulajdonságai?

A szilárd fázisban lévő anyag viszonylag merev, meghatározott térfogattal és alakkal rendelkezik.

A szilárd anyagot alkotó atomok vagy molekulák szorosan egymáshoz vannak csomagolva, és nem összenyomhatók.

Mert minden szilárd anyag rendelkezik némi hőenergiával, az atomjai rezegnek. Ez a mozgás azonban nagyon kicsi és nagyon gyors, és hétköznapi körülmények között nem figyelhető meg.

Melyek a szilárd testek különböző típusai?

Négyféle kristályos szilárd anyag létezik —

	Ionos szilárd anyagok — Ezeknek az anyagoknak meghatározott olvadáspontjuk van, és ionos kötéseket tartalmaznak. Ilyen például a nátrium-klorid (NaCl). Tekintse meg egy sókristály háromdimenziós szerkezetét.
	Kovalens szilárd anyagok — Ezek az anyagok egyetlen óriási molekulaként jelennek meg, amely szinte végtelen számú kovalens kötésből áll. Ilyen például a grafit. Tekintse meg a grafit háromdimenziós szerkezetét).
	A molekuláris szilárd anyagok molekulákból álló ismétlődő egységekként jelennek meg. Erre példa lehet a jég. Tekintse meg a jég háromdimenziós szerkezetét.
	A fémes szilárd testek fématomokból álló ismétlődő egységek. A fémek valenciaelektronjai képesek atomról atomra ugrálni.

Amorf szilárd testek
Amorf szilárd testeknek nincs határozott olvadáspontjuk és nincsenek szabályos ismétlődő egységeik. Az amorf szilárd anyag olyan szilárd anyag, amelyben az atomok helyzetének nincs hosszú távú rendje, ellentétben a kristályos szilárd anyagokkal. Az amorf szilárd anyagra példa az ablaküveg. Ezenkívül sok polimer, például a polisztirol is amorf.Az amorf szilárd anyagok két különböző állapotban létezhetnek, a “gumiszerű” és az “üveges” állapotban. Az üveges és gumiszerű állapotok közötti átmenet hőmérsékletét üvegesedési hőmérsékletnek vagy Tg-nek nevezzük.

Érdekes megjegyzés a szilárd testekről: Míg a tömeg teljes hiánya lehetetlenség, az aerogélek úgy tűnik, hogy elég közel járnak hozzá. Az aerogélek a legkönnyebb szilárd anyagok, sűrűségük 1,9 mg/cm3 vagy 1,9 kg/m3 (526,3-szor könnyebb, mint a víz). Az aerogélek, amelyeket néha fagyott füstnek is neveznek, olyan nyitott cellájú polimerek, amelyek pórusainak átmérője kisebb, mint 50 nanométer.

Melyek a folyadékok tulajdonságai?

A folyadékoknak meghatározott térfogatuk van, de áramlással képesek megváltoztatni alakjukat.

A folyadékok abban hasonlítanak a szilárd anyagokhoz, hogy a részecskék összeérnek. A részecskék azonban képesek mozogni.

Mivel a részecskék képesek összeérni, a folyadékok sűrűsége közel áll a szilárd anyagokéhoz.

Mivel a folyadékmolekulák mozogni tudnak, felveszik a tartályuk alakját.

Melyek a folyadékok sajátos tulajdonságai?

Viszkozitás -A folyadék áramlással szembeni ellenállását nevezzük viszkozitásnak

Felületi feszültség — A folyadék molekulái közötti vonzás eredménye, ami miatt a folyadék felülete vékony rugalmas filmként viselkedik a feszültség alatt. A felületi feszültség hatására a víz gömb alakú cseppeket képez.

Gőznyomás — Az a nyomás, amelyet egy szilárd vagy folyékony anyag gyakorol, amikor adott hőmérsékleten egyensúlyban van a gőzével.

Fűtőpont — amikor a gőznyomás = légköri nyomás.

Melyek a gázok tulajdonságai?

A gázoknak nincs meghatározott térfogata vagy alakja. Ha nem korlátozzák a gázokat, akkor a végtelenségig terjednek. Ha bezárva vannak, akkor a tartályuk alakját veszik fel. Ez azért van így, mert a gázrészecskéknek elegendő energiájuk van ahhoz, hogy legyőzzék a vonzóerőket. Az egyes részecskék jól elkülönülnek egymástól, ami nagyon alacsony sűrűséget eredményez.

Mi az anyag negyedik állapota?

Az anyag negyedik állapota a plazma. A plazma ionizált gáz, olyan gáz, amelybe elegendő energiát juttatnak ahhoz, hogy az atomokból vagy molekulákból elektronokat szabadítsanak fel, és mindkét faj, az ionok és az elektronok, együtt tudjanak létezni. A plazma valójában protonok, neutronok és elektronok felhője, ahol az összes elektron elszabadult a megfelelő molekulákból és atomokból, így a plazma nem atomok halmazaként, hanem egészként képes viselkedni. A plazma az anyag leggyakoribb állapota a világegyetemben, amely a látható világegyetem több mint 99%-át teszi ki, és ennek nagy része nem látható. A plazma a természetben is előfordul, és alkotja a Napunk anyagát, a csillagok magját, valamint előfordul a kvazárokban, a röntgensugarakat kibocsátó pulzárokban és a szupernóvákban. A Földön a plazma természetesen előfordul a lángokban, a villámokban és a sarki fényben. A legtöbb űrplazma sűrűsége nagyon alacsony, például a napszélé, amely átlagosan csak 10 részecske köbcentiméterenként. A részecskék közötti ütközések valószínűtlenek – ezért ezeket a plazmákat ütközésmentesnek nevezik.

És most egy ötödik állapot — Bose-Einstein?

Az atomok egyetlen kvantumállapotba való összeomlását Bose-kondenzációnak vagy Bose-Einstein-kondenzációnak nevezik, amit ma már az anyag 5. állapotának tartanak.

A közelmúltban a tudósok felfedezték a Bose-Einstein-kondenzátumot, amit a plazma ellentéteként lehet elképzelni. Ez ultraalacsony hőmérsékleten következik be, közel ahhoz a ponthoz, amikor az atomok egyáltalán nem mozognak. A Bose-Einstein-kondenzátum egy gáznemű szuperfolyékony fázis, amelyet az atomok az abszolút nullához nagyon közeli hőmérsékletre hűtöttek. Az első ilyen kondenzátumot Eric Cornell és Carl Wieman állította elő 1995-ben a boulderi Colorado Egyetemen, 170 nanokelvinre (nK) lehűtött rubídiumatomokból álló gázzal. –Az atomok nagy része ilyen körülmények között a legalacsonyabb kvantumállapotba esik össze, szuperfolyadékot hozva létre. Ezt a jelenséget az 1920-as években Satyendra Nath Bose és Albert Einstein jósolta meg, Bose fotonok statisztikai mechanikájával kapcsolatos munkája alapján, amelyet aztán Einstein formalizált és általánosított.