|
'''Skupenstvo''' je blbosť!!!!
'''Skupenstvo''' je charakteristika fyzikálneho stavu [[látka|látky]] (predovšetkým usporiadanosti [[častica|častíc]] v nej) podľa teploty a tlaku. Závisí od vzťahu medzi kinetickou energiou častíc a energiou ich vzájomného pôsobenia.
== Fáza ==
{{hlavný článok|Fáza (termodynamika)}}
Rôzne skupenstvá tej istej látky sa nazývajú [[fáza (termodynamika)|fázy]], napríklad [[mlieko]] pozostáva z dvoch „fáz“ – [[voda|vody]] (tekuté skupenstvo) a [[tuk]]u (pevné skupenstvo). Tento pojem je však relatívny – závisí od stupňa podrobnosti skúmania danej látky. Pri povrchnom skúmaní sa dá napríklad aj tvrdiť, že mlieko je len jednofázové – tekuté, a pojmy fáza a skupenstvo potom splývajú.
[[Čistá látka]] môže v rovnovážnom stave za danej [[teplota|teploty]] a [[tlak]]u existovať buď v jednej, v dvoch alebo najviac v troch fázach súčasne. Graficky to opisuje [[fázový diagram]], niekedy nazývaný aj ''stavový diagram''. Na os ''x'' sa zvyčajne nanáša teplota a na os ''y'' tlak. Jednotlivé oblasti roviny grafu zodpovedajú existencii jedinej fázy, hraničné krivky medzi oblasťami zodpovedajú koexistencii dvoch fáz a v bodoch, v ktorých sa stretávajú tri krivky (tzv. [[trojný bod]]), môžu existovať súčasne tri fázy.
== Jednotlivé skupenstvá ==
Klasické skupenstvá:
* Pevné skupenstvo: [[Pevná látka]] sa vyznačuje pevným, často pravidelným usporiadaním častíc. Teleso z pevnej látky udržuje svoj tvar, aj keď nie je uzavreté do nejakého objemu. Sily medzi časticami pevnej látky sú obvykle silnejšie ako sily, ktoré by spôsobili jeho rozpad, najčastejšie sa uvažuje [[gravitačná sila]] s veľkosťou porovnateľnou s pozemskými podmienkami.
* Kvapalné skupenstvo: V [[kvapalina|kvapaline]] sú častice látky stále držané pohromade slabými [[sila]]mi, ale už nie sú pevne usporiadané. Kvapaliny sa nedajú stlačiť. Kvapalinu treba uschovávať v nádobách, pretože nedokáže udržať svoj tvar – rozlieva sa. Hovoríme, že kvapalina je [[tekutina]].
* Plynné skupenstvo: [[Plyn]] patrí s kvapalinou do skupiny [[tekutina|tekutín]]. Častice plynu už nedržia pohromade žiadne sily a ovplyvňujú sa len pri vzájomných zrážkach. Oproti kvapaline býva plyn oveľa ľahšie stlačiteľný. Plyn sa nedá skladovať v otvorenej nádobe, musíme ho uzavrieť zo všetkých strán, pretože hoci [[stredná voľná dráha]] častíc je zvyčajne pomerne malá, predsa len by postupne z nádoby vyprchával. Zrejme by sa nám ani nepáčilo jeho postupné miešanie s okolitým plynom.
Podľa novších definícií sa pojmy pevné skupenstvo a kvapalné skupenstvo rušia a nahradzujú trocha inak definovanými pojmami kryštalické a amorfné skupenstvo (pozri [[kryštál]] a [[amorfná látka]])
Iné skupenstvá:
* Za štvrté skupenstvo sa zvyčajne považuje [[plazma]]. Je to trochu zvláštne skupenstvo, pretože [[chémia]] už nedokáže opísať správanie látok v ňom. Z [[fyzika|fyzikálneho]] hľadiska ale nie je jedno, či ide napríklad o plazmu [[vodík]]ovú alebo [[hélium|héliovú]]. Podstatným kritériom, podľa ktorého môžeme rozhodnúť, či je látka plazmou, je existencia niektorých kolektívnych procesov, napríklad spoločnej špecifickej reakcie na [[elektromagnetické pole]]. 99 % všetkej hmoty vo [[vesmír]]e je v skupenstve plazmy.
*[[kvarkovo-gluónová plazma]] sa označuje skupenstvo, ktoré sa dosahuje pri veľmi vysokej teplote (väčšej ako 10<sup>12</sup> K), kedy sa [[kvark]]y a [[gluón]]y začnú správať ako voľné častice. V tomto prípade už naozaj stráca zmysel hovoriť o prvkoch, z ktorých je látka zložená. Prvý raz bolo pozorované v [[90. roky 20. storočia|90. rokoch 20. storočia]] pri zrážkach jadier ťažkých prvkov na [[Urýchľovač častíc|urýchľovačoch]]. Jeho objav oznámili [[10. február]]a [[2000]].
*[[Boseho-Einsteinov kondenzát]]
*[[fermiónový kondezát]] (prvýkrát vytvorený americkou fyzičkou Deborah Jin v roku 2003)
„Exotické“ skupenstvá:
*[[supratekutá látka]]
*[[suprapevná látka]]
*[[degenerovaná látka]]
*[[silno symetrická látka]]
*[[slabo symetrická látka]]
*[[podivná hmota]]
== Prechody medzi skupenstvami/fázami ==
Prechodmi hmoty z jedného skupenstva na druhé (fázový prechod) sa zaoberá [[termodynamika]].
=== Pevná látka – kvapalina ===
Prechodu od pevnej látky ku kvapaline hovoríme [[topenie]]. Opačný jav sa nazýva [[tuhnutie]]. Aby teleso prešlo z pevnej fázy do kvapalnej, musíme mu dodať [[skupenské teplo topenia]]. Na mikroskopickej úrovni sa to rovná dodaniu energie častici, ktorá bude väčšia ako energia väzby, ktorá časticu v pevnej látke drží.
Netreba, aby pevné teleso malo nejakú konkrétnu [[teplota|teplotu]], aby sa niektoré častice z neho uvoľňovali do kvapalnej fázy. No v prípade, že teplota dosiahne [[teplota topenia|bodu topenia]], prechod do kvapalnej fázy nastane spontánne v celom jeho objeme.
=== Kvapalina – plyn ===
Prechod od kvapaliny k plynu sa nazýva [[vyparovanie]]. Opačný jav sa nazýva [[kondenzácia]] (skvapalňovanie). Aby teleso prešlo z kvapalnej fázy do plynnej, musíme mu dodať [[skupenské teplo varu]]. Na mikroskopickej úrovni sa to rovná dodaniu energie častici, ktorá bude väčšia ako energia väzby, ktorá časticu v kvapaline drží.
Netreba, aby kvapalné teleso malo nejakú konkrétnu [[teplota|teplotu]], aby sa niektoré častice z neho uvoľňovali do plynnej fázy. No v prípade, že teplota dosiahne [[teplota varu|teplotu varu]], prechod do plynnej fázy nastane spontánne v celom jeho objeme. Vtedy hovoríme o [[var]]e.
=== Pevná látka – plyn ===
Ak častici na makroskopickej úrovni dodáme toľko energie, že sa pretrhne nie len väzba, ktorá ju držala na pevnom mieste, ale aj väzba, ktorá by ju udržala v kvapaline, častica sa uvoľní ako plyn. V niektorých vhodných prípadoch možno tento prechod pozorovať aj na makroskopickej úrovni a hovorí sa mu [[sublimácia]]. Opačný jav sa nazýva [[desublimácia]]. Niekedy sa môžeme stretnúť s pojmom [[sublimácia]] pre obidva smery.
=== Prechod k plazme ===
Tu nie je rozhodujúce, či prvé skupenstvo je plynné, kvapalné alebo pevné. Látka sa zmení kvalitatívne v úplne novom smere – uvoľní časť alebo všetky svoje elektróny z atómových obalov. Rozhodujúce pritom nie je, ako silná [[ionizácia]] prebehne, ale či táto ionizácia bude mať vplyv na kolektívne správanie látky. Aj veľmi slabo ionizovaná látka môže byť plazmou (napríklad [[ionosféra]]), ale na druhej strane taký plameň [[oheň|ohňa]] sa za plazmu zvyčajne nepovažuje.
Ekvivalentom skupenského tepla tu môže byť energia potrebná na ionizáciu.
=== Prechod ku kvarkovo-gluónovej plazme ===
Tento prechod bol zatiaľ pozorovaný len vo veľmi špeciálnych prípadoch. Dodnes nie je úplne jasné, aké deje pri prechode z normálneho stavu hmoty (v zmysle existencie [[nukleón]]ov) do stavu kvarkovo-gluónovej plazmy prebiehajú. Veľa odpovedí pravdepodobne prinesie [[urýchľovač častíc]] [[Veľký hadrónový urýchľovač|LHC (''Large Hadron Collider'')]] v [[CERN]]e s práve (rok 2005) dokončovanou sústavou detektorov pre projekt ALICE (''A Large Ion Collider Experiment'').
== Iné projekty ==
{{projekt|q=Skupenstvo|commons=}}
[[Kategória:Skupenstvá hmoty]]
| 