*
*

Ba trạng thái cơ bản của vật chất

Vật chất xung quanh chúng ta muôn hình muôn vẻ, đa dạng phong phú. Nếu cần phân loại chắc chắn bạn sẽ chỉ ngay được cái nào là chất rắn, cái nào là chất lỏng, cái nào là chất khí. Ngoài ba loại đó ra vật chất còn ở trạng thái nào khác nữa không?

Hãy lấy nước làm ví dụ: đun nóng một cục đá đến mức nhất định, nó (thể rắn) sẽ biến thành nước (thể lỏng), nhiệt độ tăng lên nữa nước sẽ bốc hơi (thể khí). Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ hơi nước lên cao hơn nữa thì sẽ được kết quả ‘như thế nào?

Trạng thái plasma của vật chất

Khi nhiệt độ chất khí cao hơn vài ngàn độ thì các electron mang điện tích âm bắt đầu bứt khỏi nguyên tử chuyển động tự do, nguyên tử trở thành các ion mang điện tích dương. Nhiệt độ càng cao thì số electron bứt ra khỏi nguyên tử chất khí càng nhiều, hiện tượng này được đà sự ion hoá của chất khí. Các nhà khoa học gọi thể li hoá là “trạng thái plasma”.

Bạn đang xem: Thể lỏng

Ngoài nhiệt độ cao ra, dùng các tia tử ngoại, tia X, tia cực mạnh chiếu vào chất khí cũng có thể làm cho nó biến thành plasma. Có thể bạn cảm thấy plasma rất hiếm có. Nhưng thực ra đó lại là một trạng thái phổ biến trong vũ trụ.

Phần lớn những vì sao phát sáng trong vũ trụ đều có nhiệt độ và áp suất cực cao, vật chất ở trong lòng các vì sao đều ở trạng thái plasma. Chỉ có ở một số hành tinh tối và vật chất phân tán trong thiên hà mới có thể tìm thấy chất rắn, chất lỏng và chất khí.

Mật độ của vật chất ở trạng thái notron còn làm cho người ta kinh ngạc hơn, so với vật chất ở trạng thái siêu đặc thì nó lớn hơn 100.000 lần! Một vật chất ở trạng thái notron to bằng bao diêm có thể nặng tới 3 tỉ tấn, cần tới 96.000 đoàn tàu hỏa lớn mới kéo nổi nó.

Ngay xung quanh chúng ta cũng hay gặp vật chất ở trạng thái plasma. Như ở bên trong bóng đèn huỳnh quang, trong hồ quang điện sáng chói đều có thể tìm thấy dấu vết của trạng thái plasma. Hơn nữa, trong tầng ion xung quanh trái đất, trong hiện tượng cực quang, trong khí phóng điện sáng chói ở khí quyến và trong đuôi của các sao chổi ta đều có thể tìm thấy trạng thái plasma kì diệu này. Các nhà khoa học đã phát hiện được các ngôi sao lùn trắng trong vũ trụ, có kích thước không lớn nhưng mật độ của chúng thì rất đáng kinh ngạc. Mật độ của chúng ước tính gấp từ 36 triệu đến mấy trăm triệu lần mật độ của nước. Vì sao lại như vậy?

Vật chất là do các nguyên tử cấu tạo thành. Ở chất thông thường, trong nguyên tử và giữa các nguyên tử với nhau có khoảng không rất lớn. Trung tâm của nguyên tử là hạt nhân, phía ngoài là các lớp electron chuyển động quanh nó; hạt nhân nguyên tử rất nặng, trọng lượng của nó chiếm 99% trọng lượng toàn bộ nguyên tử, thế nhưng thể tích của hạt nhân rất nhỏ, giả sử nguyên tử là một ngôi nhà cao to thì hạt nhân nguyên tử chỉ là một viên bị thủy tỉnh đặt giữa ngôi nhà, vì vậy khoảng không bên trong nguyên tử cũng rất lớn.

Ở bên trong ngôi sao lùn trắng áp suất và nhiệt độ đều rất lớn. Dưới áp suất này, không chỉ khoảng cách giữa các nguyên tử với nhau bị giảm đi mà ngay các lớp electron của nguyên tử cũng bị ép vỡ, tất cả các hạt nhân nguyên tử và electron đều bị ép chặt vào với nhau, lúc đó bên trong vật chất chẳng còn khoảng trống nào nữa vì thế vật chất trở nên đặc biệt nặng. Vật chất như vậy được các nhà khoa học gọi là “trạng thái siêu đặc”.

Giả sử lại tăng thêm áp lực lên vật chất ở trạng thái siêu đặc thì những hạt nhân nguyên tử và electron đã bị ép chặt đến mức không thể chặt hơn được nữa, do đó hạt nhân nguyên tử sẽ bị vỡ ra, từ bên trong phóng ra các proton và nơtron. Khi xảy ra điều đó thì cấu tạo vật chất có những thay đổi căn bản, proton kết hợp với electron biến thành nơtron. Trạng thái như thế được gọi là “trạng thái nơtron”.

Mật độ của vật chất ở trạng thái nơtron còn làm cho người ta kinh ngạc hơn, so với vật chất ở trạng thái siêu đặc thì nó lớn hơn 100.000 lần! Một vật chất ở trạng thái nơtron to bằng bao diêm có thể nặng tới 3 tỉ tấn, cần tới 96.000 đoàn tàu hỏa lớn mới kéo nổi nó.

Người ta cho rằng trong vũ trụ một số ngôi sao có thể”có vật chất ở trạng thái như vậy và được gọi là sao nơtron.

Vì thế đến đây chúng ta biết rằng vật chất không chỉ có ba trạng thái rắn, lỏng, khí mà thôi.

Xem thêm: 30+ Bức Tranh Tô Màu Phong Cảnh Quê Hương Cho Bé Sáng Tạo, Tranh Tô Màu Phong Cảnh Quê Hương Cho Bé

Ta biết trọng lượng của một vật là trọng lực tác dụng lên nó, tức là sức hút của trái đất với vật đó. Nhưng trái đất tự quay không ngừng sản sinh ra một loại lực ly tâm do quay. Vì thế trọng lực tác dụng lên vật bằng hợp lúc của lực hút của trái đất và lực ly tâm đó.


Danh mục Hỏi Đáp,Vật Lý Thẻ plasma,thể khí,thể lỏng,thể rắn,trạng thái,trạng thái vật chất Điều hướng bài viết