Klasyfikacja materii według stanu

Materia to wszystko, co ma masę i zajmuje przestrzeń. Wszystko, co nas otacza, jest materią, w tym nasze ciała, powietrze, którym oddychamy i ziemia, po której chodzimy.

Materia występuje w trzech głównych formach – stałej, ciekłej i gazowej. Naukowcy zidentyfikowali również czwarty podstawowy stan materii – plazmę. 

Bryły mają określony kształt i objętość. Na przykład weźmy kostki lodu w szklance. Kostki lodu mają sztywny kształt, nie spływają i nie można ich ściskać. Ta sztywność jest utrzymywana, ponieważ cząsteczki w lodzie są ułożone blisko siebie, a silne siły międzycząsteczkowe utrzymują je w miejscu. Cząstki te wibrują tylko nieznacznie w swoich ustalonych pozycjach, nadając im stały kształt i objętość. 

Z drugiej strony płyny mają ustaloną objętość, ale nie mają określonego kształtu. Jeśli ta sama ilość wody zostanie umieszczona w innym pojemniku, jej kształt będzie się różnił w zależności od pojemnika, w przeciwieństwie do kostki lodu. Podobnie jak ciała stałe, ciecze również nie mogą być ściskane. Ich cząstki są nadal blisko siebie, ale siły międzycząsteczkowe w cieczy są słabsze niż w ciałach stałych, co oznacza, że cząstki mogą się swobodnie poruszać i przesuwać po sobie. To nadaje płynom ich płynność.

Gazy nie mają ustalonego kształtu ani objętości. Gazy przyjmują kształt i objętość swojego pojemnika. Na przykład wyobraźmy sobie powietrze z cylindra nadmuchujące balon . W gazie cząstki są bardzo luźno utrzymywane razem, z niewielkimi lub prawie żadnymi siłami międzycząsteczkowymi. W rezultacie mają swobodę kształtu i objętości, mogą szybko się poruszać i są mniej gęste niż ciała stałe i ciecze.

Gazy są wysoce ściśliwe ze względu na duże puste przestrzenie między ich cząsteczkami, co oznacza, że mogą być zamknięte w małym balonie lub rozszerzone, aby zająć duże pomieszczenie.

Plazma jest czwartym stanem materii – powstaje, gdy gaz nagrzewa się do bardzo wysokich temperatur. Składa się z cząstek naładowanych elektrycznie. Plazma tworzy wnętrze gwiazd, zorze polarne otaczające bieguny i żarówki fluorescencyjne.

Różne rodzaje materii są również zdolne do przechodzenia z jednego stanu w drugi, zwykle wywoływany przez zmiany temperatury lub ciśnienia lub jedno i drugie. Na przykład po podgrzaniu stały lód topi się, stając się wodą w stanie ciekłym. Przy dalszym ogrzewaniu woda zamienia się w parę. Dzięki chłodzeniu te zmiany stanu można odwrócić.