สสาร

สสาร คือวัตถุต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเรา เช่น อากาศ ก๊าซ ดิน น้ำ หรือหนังสือ เป็นสสารทั้งสิ้น ตัวเราเองก็เป็นสสาร สัตว์และพืชก็เป็นสสารสสารจะมีคุณสมบัติ 2 ประการ คือต้องการที่อยู่ ถ้าเราเอาหินใส่ในกล่องกระดาษใบหนึ่งทีละก้อน ในที่สุดก้อนหินจะเต็มกล่อง ไม่สามารถใส่ก้อนหินได้อีก เพราะก้อนหินต้องการที่อยู่กล่องจึงเต็ม หรือถ้วยแก้วที่เรามองดูว่าว่างเปล่า แท้ที่จริงแล้วมีอากาศอยู่ภายใน แต่เรามองไม่เห็นมัน ลองเอากระดาษมาหนึ่งชิ้น ใส่ลงไปในก้นแก้วเปล่า แล้วคว่ำถ้วยแก้วนี้ลงไปในถังน้ำ หรืออ่างน้ำ กดให้แก้วจมอยู่ในน้ำสักครู่ จึงยกถ้วยแก้วขึ้นมาตรงๆ จะเห็นว่ากระดาษจะไม่เปียก เพราะน้ำเข้าไปในแก้วไม่ได้ แสดงว่ามีสิ่งใดสิ่งหนึ่งอยู่ในแก้ว นั่นก็คือ อากาศ ดังนั้นอากาศก็ต้องการที่อยู่ น้ำจึงเข้าไปในแก้วไม่ได้มีน้ำหนัก สสารทุกอย่างต้องมีน้ำหนัก เช่น กระดาษเราอาจจะไม่รู้สึกว่ากระดาษมันหนัก แต่ถ้าลองยกหนังสือสัก 10 เล่ม จะรู้สึกได้ว่ากระดาษนั้นก็มีน้ำหนัก หรือนำลูกบอลที่ยังไม่ได้สูบลมมาวางไว้บนตาชั่ง แล้วดูว่าหนักเท่าไร หลังจากนั้นนำลูกบอลไปสูบ ให้อากาศเข้าไปจนเต็มลูกบอล แล้วนำไปวางบนตาชั่งอีกครั้ง จะเห็นว่าครั้งนี้ลูกบอลจะหนักกว่าครั้งแรก แสดงว่าอากาศที่เพิ่มเข้าไปในลูกบอลนั้นมีน้ำหนัก

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ชิดกัน มีช่องว่างระหว่างอนุภาคน้อย อนุภาค ของสสารจึงเคลื่อนไหวได้ยาก ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างคงที่เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ยาก สสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง เช่น หิน

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ห่างกันมากกว่าของแข็ง จึงอยู่กันอย่างหลวม ๆ อนุภาคของสสารจึงเคลื่อนไหวได้ง่ายขึ้น ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างไม่แน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ สสารที่มีสถานะเป็นของเหลว เช่น น้ำ ฝน เป็นต้น

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ห่างกัน จึงมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกันน้อยมาก ทำ ให้อนุภาคเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างไม่แน่นอน เมื่อสสารอยู่ในภาชนะใดอนุภาคของสสารจะฟุ้งกระจายเต็มภาชนะสสารที่มีสถานะเป็นก๊าซ เช่น อากาศ ก๊าซหุงต้ม เป็นต้น

คือ สถานะของสารที่มีอนุภาคแตกกระจาย จึงเกิดการกระจายไปมาของอนุภาค ทำให้อนุภาคเคลื่อนไหวแบบรวดเร็ว ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างที่ไม่เน่นอน สสารนี้จะสลายไปอย่างรวดเร็วในเวลาอันสั้น

การเปลี่ยนแปลงสถานะ คือการที่สสารใดๆ เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เช่นจากของแข็งเป็นของเหลว เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงสถานะในแต่ละรูปแบบ มีชื่อเรียกต่างกันตามลักษณะการเปลี่ยนแปลง ดังนี้

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นก๊าซ โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้นๆได้รับพลังงานหรือความร้อน ได้แก่ น้ำ เปลี่ยนสถานะเป็น ไอน้ำ

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นก๊าซ โดยไม่ผ่านสถานะการเป็นของเหลว ได้แก่ น้ำแข็งแห้ง เปลี่ยนสถานะเป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากก๊าซ กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อก๊าซนั้นๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ ไอน้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นของแข็ง โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้นๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ น้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำแข็ง โดยของแข็งนั้น สามารถเปลี่ยนสถานะกลับเป็นของเหลวได้ โดยได้รับพลังงานหรือความร้อน

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นของแข็ง โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้นๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ น้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำแข็ง แต่โดยทั่วไปแล้ว ตกผลึกนั้นนิยมใช้ กับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างทางทางเคมี เสียมากกว่า เพราะโดยทั่วไปใช้กับสารประกอบหรือวัตถุ ที่ไม่สามารถหลอมเหลว หรือ ละลาย กลับเป็นของเหลวได้อีก

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อของแข็งนั้นๆ ได้รับความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ น้ำแข็ง เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ

ถึงแม้ว่าสถานะเป็นที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในวิทยาศาสตร์กายภาพ แต่มันก็ไม่ง่ายที่จะให้คำจำกัดความที่ถูกต้องเที่ยงตรง ก่อนที่เราจะให้คำจำกัดความโดยทั่วไป เราลองมาดูตัวอย่างเกี่ยวกับสถานะกันก่อนสักสองตัวอย่าง ตัวอย่าง: สถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส น้ำ (H2O) ประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมเกาะติดกับออกซิเจนตรงกลางหนึ่งอะตอม ที่อุณหภูมิห้อง โมเลกุลของน้ำจะอยู่ใกล้กันและมีแรงดึงดูดต่อกันอย่างอ่อนๆ โดยไม่เกาะติดกัน ทำให้แต่ละโมเลกุลเคลื่อนไหวสัมพัทธ์กันได้เหมือนเม็ดทรายในนาฬิกาทราย พฤติกรรมของโมเลกุลน้ำที่มองไม่เห็นนี้ปรากฏออกมาให้เราเห็นเป็นคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของน้ำในสถานะของเหลวซึ่งเราคุ้นเคยกันดี เนื่องจากโมเลกุลของน้ำไม่รวมกันอยู่เป็นโครงสร้างที่แข็งตึง รูปร่างของน้ำจึงไม่ตายตัว และปรับสภาพเลื่อนไหลไปตามภาชนะที่บรรจุ และเนื่องจากโมเลกุลของน้ำอยู่ใกล้กันมากอยู่แล้ว น้ำจึงมีความต้านทานบีบอัด สังเกตได้จากการบีบลูกโป่งที่บรรจุน้ำซึ่งทำไม่ได้ง่ายเหมือนกับการบีบลูกโป่งที่บรรจุอากาศ

1. สารวิวิธพันธ? (Heterogeneous) เป็นสสารที่มีเนื้อผสมหรือของผสม(mixture) ที่ประกอบด้วยสาร ที่มีวัฏภาคแตกต่างกันตั้งแต่สองวฏภาคขึ้นไป โดยที่สามารถสังเกตเห็นความแตกต่างของสารแต่ละชนิดได้อย่างชัดเจน เช่น หินแกรนิต จะพบผลึกชนิดสารเอกพันธ์ สารวิวิธพันธ์ สารละลาย สารบริสุทธิ์ธาตุ สารประกอบสสาร

2. สารเอกพันธ์ (Homogenoues) เป็นสสารที่มีวัฏภาคเดียว มีสมบัติเหมือนกันตลอดในวัฎภาคนั้น เช่น น้ําตาล เกลือ น้ําทะเล ควอทซ์ กระจก อากาศ เป็นต้น สารเอกพันธ์แบ่งได้ 2 ชนิด คือ

2.1 สารละลาย (Solution) เป็นสารเอกพันธ์ที่ประกอบด้วยสารมากกว่าหนึ่งชนิดขึ้นไป ได้แก่ ตัวทําละลาย (Solvent) และ ตัวถูกละลาย (Solute) สารละลายอาจพบอยู่ทั้งสามสถานะ ตัวทําละลายจะเป็นสารที่มีปริมาณมากกว่าตัวถูกละลาย  เช่นน้ําเชื่อม เป็นของเหลวประกอบด้วย น้ําตาลที่ถูกละลายในน้ํา อากาศจัดเป็นสารละลายของก๊าซชนิดต่างๆ ผสมกันอยู่ ทองเหลืองเป็นโลหะผสมในรูปของสารละลายที่เปนของแข็งของทองแดงกับสังกะสี

2.2 สารบริสุทธิ์ (Pure substances) เป็นสารเอกพันธ์ที่มีองค์ประกอบแน่นอน แบ่งออกได้ สองประเภท คือ ธาตุ (Elements) และสารประกอบ (Compounds)