فکر می کنم همه 3 حالت کلی ماده را می شناسند: مایع، جامد و گاز. ما هر روز و همه جا با این حالات ماده مواجه می شویم. اغلب آنها به عنوان مثال آب در نظر گرفته می شوند. حالت مایع آب برای ما بیشتر آشناست. ما مدام آب مایع می نوشیم، از شیر آب ما جاری می شود و خود ما 70 درصد آب مایع هستیم. دومین حالت کل آب یخ معمولی است که در زمستان در خیابان می بینیم. به صورت گازی، آب نیز به راحتی در آن یافت می شود زندگی روزمره. همه ما می دانیم که در حالت گازی، آب بخار است. وقتی مثلاً کتری را می جوشانیم دیده می شود. بله، در 100 درجه است که آب از حالت مایع به حالت گازی می رسد.

اینها سه حالت مجموع ماده برای ما آشنا هستند. اما آیا می دانستید که در واقع 4 مورد از آنها وجود دارد؟ فکر می کنم حداقل یک بار همه این کلمه را شنیده اند پلاسما". و امروز از شما می خواهم که در مورد پلاسما - حالت چهارم ماده - نیز اطلاعات بیشتری کسب کنید.

پلاسما یک گاز نیمه یا کاملاً یونیزه با چگالی یکسان از بارهای مثبت و منفی است. پلاسما را می توان از گاز - از حالت سوم ماده با حرارت دادن قوی بدست آورد. وضعیت تجمع به طور کلی، در واقع، کاملا به دما بستگی دارد. حالت تجمع اول کمترین دمایی است که بدن در آن جامد می ماند، حالت تجمعی دوم دمایی است که در آن جسم شروع به ذوب شدن و تبدیل شدن به مایع می کند، حالت تجمع سوم بیشترین درجه حرارت است. حرارت، که در آن ماده به گاز تبدیل می شود. برای هر جسم، ماده، دمای انتقال از یک حالت تجمع به حالت دیگر کاملاً متفاوت است، برای برخی کمتر است، برای برخی بالاتر است، اما برای همه دقیقاً در این دنباله است. و در چه دمایی یک ماده به پلاسما تبدیل می شود؟ از آنجایی که این حالت چهارم است، به این معنی است که دمای انتقال به آن بالاتر از هر حالت قبلی است. و در واقع همینطور است. برای یونیزه شدن یک گاز، دمای بسیار بالایی لازم است. کمترین دما و یونیزه کم (حدود 1٪) پلاسما با درجه حرارت تا 100 هزار درجه مشخص می شود. در شرایط زمینی، چنین پلاسمایی را می توان به صورت رعد و برق مشاهده کرد. دمای کانال رعد و برق می تواند بیش از 30 هزار درجه باشد که 6 برابر بیشتر از دمای سطح خورشید است. به هر حال، خورشید و همه ستارگان دیگر نیز پلاسما هستند، اغلب در دمای بالا. علم ثابت می کند که حدود 99 درصد کل ماده جهان از پلاسما است.

بر خلاف پلاسمای دمای پایین، پلاسمای با دمای بالا تقریباً 100٪ یونیزاسیون و دمای تا 100 میلیون درجه دارد. این واقعاً دمای ستاره ای است. در زمین، چنین پلاسمایی فقط در یک مورد یافت می شود - برای آزمایش های مربوط به همجوشی حرارتی-هسته ای. مخالفت با این واکنش کاملاً پیچیده و پرهزینه است، اما عدم مخالفت با این که آیا رو-مای ممکن است به اندازه کافی انجام شود - خودش مانند یک سلاح بود. از یک گوش قدرت چرب - یک بمب هسته ای گرما، آزمایش شده توسط اتحاد جماهیر شوروی در 12 اوت 1953.

پلاسما نه تنها بر اساس دما و درجه یونیزاسیون، بلکه بر اساس چگالی و شبه خنثی بودن نیز طبقه بندی می شود. عبارت چگالی پلاسمامعمولا به معنی چگالی الکترونیعنی تعداد الکترون های آزاد در واحد حجم. خوب، با این، من فکر می کنم همه چیز روشن است. اما همه نمی دانند شبه بی طرفی چیست. شبه خنثی بودن پلاسما یکی از مهمترین ویژگی های آن است که عبارت است از برابری تقریباً دقیق چگالی یون های مثبت و الکترون های موجود در ترکیب آن. به دلیل رسانایی الکتریکی خوب پلاسما، جداسازی بارهای مثبت و منفی در فواصل بیشتر از طول دبای و در مواقعی بیشتر از دوره نوسانات پلاسما غیرممکن است. تقریباً تمام پلاسماها شبه خنثی هستند. نمونه ای از پلاسمای غیر شبه خنثی پرتو الکترونی است. با این حال، چگالی پلاسمای غیر خنثی باید بسیار کم باشد، در غیر این صورت در اثر دافعه کولن به سرعت پوسیده می شوند.

ما نمونه های زمینی بسیار کمی از پلاسما را در نظر گرفته ایم. اما تعداد آنها به اندازه کافی وجود دارد. انسان یاد گرفته است که از پلاسما به نفع خود استفاده کند. به لطف حالت جمعی چهارم ماده، می توانیم از لامپ های تخلیه گاز، تلویزیون های پلاسما زورامی، جوشکاری قوس الکتریکی، لیزرها استفاده کنیم. لامپ های فلورسنت تخلیه گاز معمولی نیز پلاسما هستند. در دنیای ما یک لامپ پلاسما نیز وجود دارد. عمدتاً در علم برای مطالعه و مهمتر از همه برای دیدن برخی از پیچیده ترین پدیده های پلاسما از جمله رشته شدن استفاده می شود. عکس چنین لامپی را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:

علاوه بر دستگاه های پلاسمای خانگی، پلاسمای طبیعی نیز اغلب در زمین دیده می شود. قبلاً در مورد یکی از نمونه های آن صحبت کرده ایم. این رعد و برق است اما علاوه بر رعد و برق، پدیده های پلاسما را می توان شفق شمالی، «آتش های سنت المو»، یونوسفر زمین و البته آتش نامید.

توجه داشته باشید که هم آتش و هم رعد و برق و دیگر مظاهر پلاسما، به قول ما، می سوزند. دلیل انتشار چنین نور درخشانی از پلاسما چیست؟ درخشش پلاسما به دلیل انتقال الکترون ها از حالت پرانرژی به حالت کم انرژی پس از ترکیب مجدد با یون ها است. این فرآیند منجر به تابش با طیفی مطابق با گاز برانگیخته می شود. به همین دلیل است که پلاسما می درخشد.

همچنین می خواهم کمی در مورد تاریخچه پلاسما بگویم. از این گذشته ، روزی روزگاری فقط موادی مانند ماده مایع شیر و جزء بی رنگ خون پلاسما نامیده می شدند. همه چیز در سال 1879 تغییر کرد. در آن سال بود که دانشمند معروف انگلیسی ویلیام کروکس با بررسی رسانایی الکتریکی در گازها، پدیده پلاسما را کشف کرد. درست است، این حالت ماده تنها در سال 1928 پلاسما نامیده شد. و این توسط ایروینگ لانگمویر انجام شد.

در پایان، می خواهم بگویم که چنین پدیده جالب و مرموز است رعد و برق توپ، که بیش از یک بار در این سایت در مورد آن نوشتم، البته یک پلاسموئید نیز مانند رعد و برق معمولی است. این شاید غیرمعمول ترین پلاسموئید از همه پدیده های پلاسمای زمینی باشد. از این گذشته، حدود 400 نظریه بسیار متفاوت در مورد رعد و برق توپ وجود دارد، اما هیچ یک از آنها به عنوان واقعاً صحیح شناخته نشده است. در شرایط آزمایشگاهی، پدیده های مشابه اما کوتاه مدت توسط چندین مورد به دست آمد روش های مختلف، به طوری که سوال ماهیت رعد و برق توپ باز باقی می ماند.

پلاسمای معمولی البته در آزمایشگاه ها نیز ساخته شد. زمانی دشوار بود، اما اکنون چنین آزمایشی دشوار نیست. از آنجایی که پلاسما به طور محکم وارد زرادخانه خانگی ما شده است، آزمایش های زیادی روی آن در آزمایشگاه ها وجود دارد.

جالب‌ترین کشف در زمینه پلاسما، آزمایش‌هایی با پلاسما در حالت بی‌وزنی بود. معلوم می شود که پلاسما در خلاء متبلور می شود. این اتفاق می افتد: ذرات باردار پلاسما شروع به دفع یکدیگر می کنند و هنگامی که حجم محدودی دارند، فضای اختصاص داده شده به آنها را اشغال می کنند و در داخل پراکنده می شوند. طرف های مختلف. این بسیار شبیه به یک شبکه کریستالی است. آیا این بدان معنا نیست که پلاسما حلقه بسته بین اولین حالت تجمع ماده و حالت سوم است؟ از این گذشته ، به دلیل یونیزاسیون گاز به پلاسما تبدیل می شود و در خلاء ، پلاسما دوباره ، همانطور که بود ، جامد می شود. اما این فقط حدس من است.

بلورهای پلاسما در فضا نیز ساختار نسبتاً عجیبی دارند. این ساختار را می توان تنها در فضا، در خلاء فضایی واقعی مشاهده و مطالعه کرد. حتی اگر یک خلاء بر روی زمین ایجاد کنید و پلاسما را در آنجا قرار دهید، جاذبه به سادگی کل "تصویر" را که در داخل شکل می گیرد فشرده می کند. اما در فضا، کریستال‌های پلاسما به سادگی بلند می‌شوند و یک ساختار حجمی سه‌بعدی با شکل عجیبی را تشکیل می‌دهند. پس از ارسال نتایج مشاهدات پلاسما در مدار به دانشمندان زمین، مشخص شد که چرخش های موجود در پلاسما ساختار کهکشان ما را به شکلی عجیب تقلید می کنند. و این بدان معنی است که در آینده می توان با مطالعه پلاسما فهمید که کهکشان ما چگونه متولد شد. عکس های زیر همان پلاسمای متبلور را نشان می دهد.

این تمام چیزی است که می خواهم در مورد پلاسما بگویم. امیدوارم براتون جذاب و غافلگیر کننده باشه پس از همه، این واقعا است پدیده شگفت انگیزیا بهتر بگوییم حالت - چهارمین حالت تجمع ماده.

هر ماده ای از مولکول ها تشکیل شده است و خواص فیزیکی آن به نحوه ترتیب مولکول ها و نحوه تعامل آنها با یکدیگر بستگی دارد. V زندگی معمولیما سه حالت مجموع ماده را مشاهده می کنیم - جامد، مایع و گاز.

به عنوان مثال، آب می تواند در حالت جامد (یخ)، مایع (آب) و گاز (بخار) باشد.

گازگسترش می یابد تا زمانی که کل حجم اختصاص داده شده به آن را پر کند. اگر گازی را در سطح مولکولی در نظر بگیریم، مولکول‌هایی را خواهیم دید که به‌طور تصادفی با یکدیگر و با دیواره‌های ظرف برخورد می‌کنند، اما عملاً با یکدیگر تعامل ندارند. اگر حجم ظرف را کم یا زیاد کنید، مولکول ها به طور مساوی در حجم جدید توزیع می شوند.

برخلاف گاز در دمای معین، حجم ثابتی را اشغال می کند، با این حال، شکل یک ظرف پر شده را نیز به خود می گیرد - اما فقط زیر سطح سطح آن. در سطح مولکولی، ساده‌ترین راه برای در نظر گرفتن یک مایع مانند مولکول‌های کروی است که اگرچه در تماس نزدیک با یکدیگر هستند، اما آزادانه به دور یکدیگر می‌چرخند، مانند دانه‌های گرد در یک شیشه. مایع را در ظرفی بریزید - و مولکول ها به سرعت پخش و پر می شوند بخش پایینیحجم ظرف، در نتیجه مایع شکل خود را می گیرد، اما در حجم کامل ظرف پخش نمی شود.

جامدشکل خاص خود را دارد، روی حجم ظرف پخش نمی شودو شکل خود را به خود نمی گیرد. در سطح میکروسکوپی، اتم ها توسط پیوندهای شیمیایی به یکدیگر متصل می شوند و موقعیت آنها نسبت به یکدیگر ثابت است. در عین حال، آنها می توانند هم ساختارهای مرتب شده سفت و سخت - شبکه های کریستالی - و هم یک توده تصادفی - اجسام آمورف را تشکیل دهند (این دقیقاً ساختار پلیمرهایی است که شبیه ماکارونی درهم و چسبنده در یک کاسه هستند).

سه حالت کلاسیک کل ماده در بالا توضیح داده شده است. با این حال، حالت چهارمی وجود دارد که فیزیکدانان تمایل دارند آن را به عنوان کل طبقه بندی کنند. این حالت پلاسما است. پلاسما با جدا شدن جزئی یا کامل الکترون ها از مدارهای اتمی خود مشخص می شود، در حالی که خود الکترون های آزاد در داخل ماده باقی می مانند.

ما می‌توانیم با چشمان خود تغییر حالت‌های مجموع ماده را در طبیعت مشاهده کنیم. آب از سطح اجسام آبی تبخیر می شود و ابرها تشکیل می شوند. بنابراین مایع به گاز تبدیل می شود. در زمستان، آب در مخازن یخ می زند و به حالت جامد تبدیل می شود و در بهار دوباره ذوب می شود و دوباره به مایع تبدیل می شود. وقتی یک ماده از حالتی به حالت دیگر تغییر می کند چه اتفاقی برای مولکول های یک ماده می افتد؟ آیا آنها تغییر می کنند؟ آیا مثلاً مولکول های یخ با مولکول های بخار تفاوت دارند؟ پاسخ صریح است: نه. مولکول ها دقیقاً یکسان می مانند. انرژی جنبشی آنها تغییر می کند، و بر این اساس، خواص ماده تغییر می کند.

انرژی مولکول‌های بخار به اندازه‌ای بزرگ است که در جهات مختلف پراکنده شوند، و وقتی سرد می‌شوند، بخار به مایع متراکم می‌شود و مولکول‌ها همچنان انرژی کافی برای حرکت تقریبا آزاد دارند، اما به اندازه‌ای نیست که از جاذبه مولکول‌های دیگر جدا شوند. و پرواز کن با سرد شدن بیشتر، آب یخ می زند و تبدیل می شود جامدو انرژی مولکول ها دیگر حتی برای حرکت آزاد در داخل بدن کافی نیست. آنها در حدود یک مکان در نوسان هستند که توسط نیروهای جاذبه مولکول های دیگر نگه داشته می شوند.

برای اینکه بفهمید حالت کل ماده چگونه است، خود را در تابستان در نزدیکی رودخانه با بستنی در دستان خود به یاد بیاورید یا تصور کنید. عکس عالی، درست است؟

پس در این بت علاوه بر لذت می توان به مشاهده فیزیکی نیز پرداخت. به آب توجه کنید. در رودخانه مایع، در ترکیب بستنی به شکل یخ جامد و در آسمان به صورت ابر گازی است. یعنی همزمان در سه حالت مختلف است. در فیزیک به این حالت مجموع ماده می گویند. سه حالت تجمع وجود دارد - جامد، مایع و گاز.

تغییر در حالت تجمع ماده

ما می‌توانیم با چشمان خود تغییر حالت‌های مجموع ماده را در طبیعت مشاهده کنیم. آب از سطح اجسام آبی تبخیر می شود و ابرها تشکیل می شوند. بنابراین مایع به گاز تبدیل می شود. در زمستان، آب در مخازن یخ می زند و به حالت جامد تبدیل می شود و در بهار دوباره ذوب می شود و دوباره به مایع تبدیل می شود. وقتی یک ماده از حالتی به حالت دیگر تغییر می کند چه اتفاقی برای مولکول های یک ماده می افتد؟ آیا آنها تغییر می کنند؟ آیا مثلاً مولکول های یخ با مولکول های بخار تفاوت دارند؟ پاسخ صریح است: نه. مولکول ها دقیقاً یکسان می مانند. انرژی جنبشی آنها تغییر می کند، و بر این اساس، خواص ماده تغییر می کند.انرژی مولکول‌های بخار به اندازه‌ای بزرگ است که در جهات مختلف پراکنده شوند، و وقتی سرد می‌شوند، بخار به مایع متراکم می‌شود و مولکول‌ها همچنان انرژی کافی برای حرکت تقریبا آزاد دارند، اما به اندازه‌ای نیست که از جاذبه مولکول‌های دیگر جدا شوند. و پرواز کن با سرد شدن بیشتر، آب یخ می زند و به جسم جامد تبدیل می شود و انرژی مولکول ها دیگر حتی برای حرکت آزادانه در داخل بدن کافی نیست. آنها در حدود یک مکان در نوسان هستند که توسط نیروهای جاذبه مولکول های دیگر نگه داشته می شوند.

ماهیت حرکت و وضعیت مولکول ها در حالت های مختلف تجمع ماده را می توان در جدول زیر منعکس کرد:

حالت مجموع ماده	خواص ماده	فاصله بین ذرات	برهم کنش ذرات	ماهیت جنبش	سفارش چیدمان
	شکل و حجم را حفظ نمی کند	خیلی اندازه های بیشترخود ذرات		بی نظم (تصادفی) پیوسته. آنها آزادانه پرواز می کنند، گاهی اوقات با هم برخورد می کنند.	بی نظم
مایع	شکل را حفظ نمی کند، حجم را حفظ می کند	قابل مقایسه با اندازه ذرات		آنها در اطراف موقعیت تعادل در نوسان هستند و دائماً از یک مکان به مکان دیگر می پرند.	بی نظم
جامد	شکل و حجم را حفظ می کند	در مقایسه با اندازه خود ذرات کوچک است	بسیار قوی	به طور مداوم در اطراف موقعیت تعادل نوسان کنید	به ترتیب خاصی

فرآیندهایی که در آن تغییر در حالت های کل مواد وجود دارد، تنها شش.

انتقال یک ماده از حالت جامد به حالت مایع نامیده می شود ذوب شدن، فرآیند معکوس - تبلور. هنگامی که ماده ای از مایع به گاز تبدیل می شود به آن می گویند تبخیر شدن، از گاز به مایع - متراکم شدن. انتقال مستقیم از حالت جامد به گاز، با دور زدن حالت مایع، نامیده می شود تصعید، فرآیند معکوس - تصعید زدایی.

• 1. ذوب شدن
• 2. تبلور
• 3. تبخیر
• 4. تراکم
• 5. تصعید
• 6. تصعید زدایی

نمونه هایی از همه این انتقال هاما آن را بارها در زندگی خود دیده ایم. یخ ذوب می شود و آب تشکیل می شود، آب تبخیر می شود و بخار تشکیل می دهد. V سمت معکوسبخار دوباره به آب متراکم می شود و آب دوباره به یخ تبدیل می شود. و اگر فکر می کنید که فرآیندهای تصعید و تصعید را نمی دانید، در نتیجه گیری عجله نکنید. بوی هر جسم جامدی چیزی جز تصعید نیست. برخی از مولکول ها از بدن فرار می کنند و گازی را تشکیل می دهند که می توانیم آن را بو کنیم. و نمونه ای از فرآیند معکوس، الگوهای روی شیشه در زمستان است، زمانی که بخار موجود در هوا، در حال یخ زدن، روی شیشه می نشیند و الگوهای عجیب و غریبی را تشکیل می دهد.

حالات مجموعمواد(از لاتین aggrego - من وصل می کنم، وصل می کنم) - اینها حالت های یک ماده هستند که انتقال بین آنها با تغییرات ناگهانی مطابقت دارد انرژی آزاد، چگالی و سایر پارامترهای فیزیکی ماده.
گاز (گاز فرانسوی، برگرفته از واژه یونانی آشوب - آشوب)- آی تی حالت مجموع ماده، که در آن نیروهای برهمکنش ذرات آن که کل حجم ارائه شده به آنها را پر می کند ناچیز است. در گازها، فواصل بین مولکولی زیاد است و مولکول ها تقریبا آزادانه حرکت می کنند.

گازها را می توان به عنوان بخارهای بسیار گرم یا کم اشباع در نظر گرفت. در بالای سطح هر مایع، در نتیجه بخار وجود دارد. هنگامی که فشار بخار به حد معینی که فشار بخار اشباع نامیده می شود افزایش می یابد، تبخیر مایع متوقف می شود، زیرا مایع یکسان می شود. کاهش حجم بخار اشباع شده به جای افزایش فشار باعث ایجاد قسمت هایی از بخار می شود. بنابراین فشار بخار نمی تواند بیشتر باشد. حالت اشباع با جرم اشباع موجود در 1 متر مکعب از جرم بخار اشباع مشخص می شود که به دما بستگی دارد. بخار اشباع در صورت افزایش حجم یا افزایش دما می تواند غیراشباع شود. اگر دمای بخار بسیار بالاتر از نقطه مربوط به فشار معین باشد، بخار فوق گرم نامیده می شود.

پلاسما یک گاز نیمه یا کاملاً یونیزه است که در آن چگالی بارهای مثبت و منفی تقریباً یکسان است. خورشید، ستاره ها، ابرهای ماده بین ستاره ای از گازهای خنثی یا یونیزه شده (پلاسما) تشکیل شده اند. بر خلاف سایر حالت‌های تجمع، پلاسما گازی از ذرات باردار (یون‌ها، الکترون‌ها) است که از نظر الکتریکی در فواصل زیاد با یکدیگر برهمکنش می‌کنند، اما در آرایش ذرات نه برد کوتاه و نه دوربرد دارند.

مایع- این حالت تجمع یک ماده، حد واسط بین جامد و گاز است. مایعات دارای برخی ویژگی های جامد (حجم خود را حفظ می کند، یک سطح را تشکیل می دهد، استحکام کششی خاصی دارد) و یک گاز (شکل ظرفی را که در آن قرار دارد به خود می گیرد). حرکت حرارتی مولکول ها (اتم ها) مایع ترکیبی از نوسانات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی و پرش های مکرر از یک موقعیت تعادلی به موقعیت دیگر است. در عین حال، حرکت آهسته مولکول ها و نوسانات آنها در داخل حجم های کوچک رخ می دهد، پرش های مکرر مولکول ها نظم دوربرد در آرایش ذرات را نقض می کند و باعث سیالیت مایعات می شود و نوسانات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی باعث وجود کوتاه می شود. - ترتیب محدوده در مایعات

مایعات و جامدات، بر خلاف گازها، می توانند به عنوان محیط های بسیار متراکم در نظر گرفته شوند. در آنها، مولکول ها (اتم ها) بسیار نزدیکتر به یکدیگر قرار دارند و نیروهای برهمکنش چندین مرتبه بزرگتر از گازها هستند. بنابراین مایعات و جامدات دارای اهمیت قابل توجهی هستند فرصت های محدودبرای بسط، بدیهی است که نمی توانند حجم دلخواه را اشغال کنند، اما در حجم های ثابت، بدون توجه به حجمی که قرار می گیرند، حجم خود را حفظ می کنند. انتقال از حالت تجمع بیشتر در ساختار به حالت کمتر مرتب نیز می تواند به طور مداوم رخ دهد. در این راستا، به جای مفهوم حالت تجمیع، بهتر است از یک بیشتر استفاده شود مفهوم گسترده- مفهوم فاز

فازمجموعه ای از تمام قسمت های سیستم است که دارای یکسان هستند ترکیب شیمیاییو در همان شرایط این با وجود همزمان فازهای تعادل ترمودینامیکی در یک سیستم چند فازی توجیه می شود: مایعی با بخار اشباع شده خود. آب و یخ در نقطه ذوب؛ دو مایع غیر قابل اختلاط (مخلوطی از آب با تری اتیلامین) که در غلظت متفاوت هستند. وجود جامدات آمورف که ساختار مایع را حفظ می کنند (حالت آمورف).

حالت جامد آمورف مادهنوعی حالت فوق سرد مایع است و از مایعات معمولی در ویسکوزیته و ویسکوزیته بسیار بالاتر متفاوت است. مقادیر عددیویژگی های جنبشی
حالت جامد کریستالی ماده- این حالت تجمع است که با نیروهای زیاد برهمکنش بین ذرات یک ماده (اتم ها، مولکول ها، یون ها) مشخص می شود. ذرات جامد حول موقعیت‌های تعادل متوسط ​​که گره نامیده می‌شوند، نوسان می‌کنند شبکه کریستالی; ساختار این مواد مشخص می شود درجه بالانظم (ترتیب دوربرد و کوتاه برد) - نظم در آرایش (ترتیب هماهنگی)، جهت گیری (ترتیب جهت گیری) ذرات ساختاری، یا نظم خواص فیزیکی (مثلاً در جهت گیری گشتاورهای مغناطیسی یا دوقطبی الکتریکی). لحظه ها). منطقه وجود فاز مایع معمولی برای مایعات خالص، مایع و بلورهای مایع از طرف محدود است دمای پایینانتقال فاز، به ترتیب، به حالت جامد (کریستالیزاسیون)، فوق سیال و حالت ناهمسانگرد مایع.

از ویژگی های درایوهای هیدرولیک و پنوماتیک این است که برای ایجاد نیرو، گشتاور نیرو و حرکت در ماشین ها، این نوع درایوها به ترتیب از انرژی یک مایع یا هوا یا گاز دیگر استفاده می کنند.

سیال مورد استفاده در درایو هیدرولیک نامیده می شود سیال کار (WF).

برای درک ویژگی های استفاده از RJ و گازها در درایوها، لازم است برخی از اطلاعات اولیه در مورد حالت های تجمع ماده شناخته شده از دوره فیزیک را یادآوری کنیم.

بر اساس دیدگاه‌های مدرن، حالات مجموع یک ماده (از کلمه لاتین aggrego - من وصل می‌کنم، متصل می‌کنم) - حالت‌های همان ماده درک می‌شوند که انتقال بین آنها مربوط به تغییرات ناگهانی در انرژی آزاد، آنتروپی، چگالی و سایر پارامترهای فیزیکی این ماده

در فیزیک مرسوم است که چهار حالت مجموع ماده را متمایز می کنند: جامد، مایع، گاز و پلاسما.

حالت جامد(حالت جامد کریستالی ماده) حالتی از تجمع است که با نیروهای زیاد برهمکنش بین ذرات ماده (اتم ها، مولکول ها، یون ها) مشخص می شود. ذرات جامدات حول موقعیت‌های تعادلی متوسط ​​که گره‌های شبکه بلوری نامیده می‌شوند در نوسان هستند. ساختار این مواد با درجه بالایی از نظم (ترتیب دوربرد و کوتاه برد) مشخص می شود - ترتیب در ترتیب (ترتیب هماهنگی)، جهت گیری (ترتیب جهت گیری) ذرات ساختاری یا نظم در خواص فیزیکی.

حالت مایع- این حالت تجمع یک ماده، حد واسط بین جامد و گاز است. مایعات دارای برخی ویژگی های جامد (حجم خود را حفظ می کند، یک سطح را تشکیل می دهد، استحکام کششی خاصی دارد) و یک گاز (شکل ظرفی را که در آن قرار دارد به خود می گیرد). حرکت حرارتی مولکول ها (اتم ها) مایع ترکیبی از نوسانات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی و پرش های مکرر از یک موقعیت تعادلی به موقعیت دیگر است. همزمان، حرکات آهسته مولکول ها و ارتعاشات آنها در داخل حجم های کوچک وجود دارد. پرش های مکرر مولکول ها نظم دوربرد در آرایش ذرات را شکسته و باعث سیالیت مایعات می شود، در حالی که نوسانات کوچک در اطراف موقعیت های تعادلی باعث وجود نظم کوتاه برد در مایعات می شود.

مایعات و جامدات، بر خلاف گازها، می توانند به عنوان محیط های بسیار متراکم در نظر گرفته شوند. در آنها، مولکول ها (اتم ها) بسیار نزدیکتر به یکدیگر قرار دارند و نیروهای برهمکنش چندین مرتبه بزرگتر از گازها هستند. بنابراین، مایعات و جامدات به طور قابل توجهی امکانات محدودی برای انبساط دارند، بدیهی است که نمی توانند حجم دلخواه را اشغال کنند و در فشار و دمای ثابت حجم خود را بدون توجه به حجمی که قرار می گیرند، حفظ می کنند.

حالت گاز(از گاز فرانسوی، که به نوبه خود از هرج و مرج یونانی آمده است - هرج و مرج) حالتی از ماده است که در آن نیروهای برهمکنش ذرات آن که کل حجم ارائه شده به آنها را پر می کنند ناچیز است. در گازها، فواصل بین مولکولی زیاد است و مولکول ها تقریبا آزادانه حرکت می کنند.

گازها را می توان به عنوان بخارهای مایعات بسیار داغ یا کم اشباع در نظر گرفت. در بالای سطح هر مایع در اثر تبخیر بخار وجود دارد. هنگامی که فشار بخار به حد معینی که فشار بخار اشباع نامیده می شود افزایش می یابد، تبخیر مایع متوقف می شود، زیرا فشار بخار و مایع یکسان می شود. کاهش حجم بخار اشباع شده به جای افزایش فشار باعث متراکم شدن مقداری از بخار می شود. بنابراین فشار بخار نمی تواند بیشتر از فشار بخار اشباع باشد. حالت اشباع با جرم اشباع موجود در 1 متر مکعب از جرم بخار اشباع مشخص می شود که به دما بستگی دارد. بخار اشباع در صورت افزایش حجم یا افزایش دما می تواند غیراشباع شود. اگر دمای بخار بسیار بالاتر از نقطه جوش مربوط به فشار معین باشد، بخار فوق گرم نامیده می شود.

پلاسماگازی به طور جزئی یا کاملاً یونیزه شده نامیده می شود که در آن چگالی بارهای مثبت و منفی تقریباً یکسان است. خورشید، ستاره ها، ابرهای ماده بین ستاره ای از گازهای خنثی یا یونیزه شده (پلاسما) تشکیل شده اند. بر خلاف سایر حالت‌های تجمع، پلاسما گازی از ذرات باردار (یون‌ها، الکترون‌ها) است که از نظر الکتریکی در فواصل زیاد با یکدیگر برهمکنش می‌کنند، اما در آرایش ذرات نه برد کوتاه و نه دوربرد دارند.

همانطور که از موارد فوق مشاهده می شود، مایعات قادر به حفظ حجم هستند، اما قادر به حفظ شکل خود به طور مستقل نیستند. ویژگی اول مایع را به جامد نزدیک می کند، دومی - به گاز. هر دوی این خصوصیات مطلق نیستند. همه مایعات قابل تراکم هستند، اگرچه بسیار ضعیف تر از گازها. همه مایعات در برابر تغییر شکل، جابجایی بخشی از حجم نسبت به قسمت دیگر مقاومت می کنند، هرچند کمتر از جامدات.