Agregaatolek

Agregaatolekud ja nende muutumine sõltuvalt temperatuurist

Agregaatolek ehk aine olek on aine vorm, mille määrab tema molekulide soojusliikumise iseloom. Eri agregaatolekuga ained erinevad oma osakeste vaheliste seoste tüübi ning nendevaheliste ruumiliste ja ajaliste suhete poolest. Agregaatoleku mõiste abil kirjeldatakse aine võimalikke olekuid lihtsustatult ja kvalitatiivselt.

Aine põhiolekud on tahke, vedel, gaasiline ja plasmaolek (mõnikord tuuakse eraldi välja Bose-Einsteini kondensaat ja Fermi kondensaat).

Aine võib teatava kindla temperatuuri juures eksisteerida kõrvuti kahes või kolmes agregaatolekus, näiteks vesi (H₂O) 0 °C juures: tahkes olekus jää, vedelas olekus vesi ja gaasilises olekus veeaur.

Olekutevahelised erinevused

Tahke oleku korral sooritavad aine molekulid ja aatomid vaid väikesi võnkumisi kindlate asendite (tasakaaluolekute) ümber. Kristallides moodustavad need asendid perioodilise kristallistruktuuri; esineb ka amorfne kuju. Tahked kehad säilitavad kindla temperatuuri juures kuju ja ruumala.

Vedela oleku korral ei ole üksikud molekulid seotud kindlate asenditega. Üksikmolekulid ja molekulide korrastatud rühmad on korratus liikumises, kuid on üksteisest ligikaudu sama kaugel kui tahke oleku korral. Molekulidevaheliste jõudude tõttu ei saa vedeliku molekulid vedeliku pinnalt eralduda, mistõttu vedelik säilitab ruumala, kuid (erinevalt tahkisest) mitte kuju. Kui vedelik saab väljastpoolt soojust, omandavad mõned molekulid nii suure energia, et lahkuvad vedelikust. Seda nähtust nimetatakse aurumiseks.

Gaasilises olekus liiguvad aine molekulid või aatomid vabalt ja korratult ning täidavad ühtlaselt mis tahes ruumi. Gaasil ei ole kindlat kuju ega kindlat ruumala.

Plasmaoleku korral koosneb aine peamiselt laetud osakestest: positiivse laenguga aatomitest või molekulitest – ioonidest – ja neist väljarebitud negatiivse laengu kandjaist – elektronidest. Tegu on tugevalt ioniseeritud gaasiga; mõnikord peetakse seda olekut gaasilise oleku vormiks. Plasmale iseloomulikud nähtused tulenevad osakestevahelistest jõududest, mis alluvad Coulombi seadusele.

Oleku muutus

 Pikemalt artiklis Faasisiire

Kui välistingimused (temperatuur ja rõhk) muutuvad, siirdub aine pidevalt või hüppeliselt ühest agregaatolekust teise. Enamikku aineid saab temperatuuri ja rõhu muutmise teel viia üle mis tahes agregaatolekusse. Kui näiteks kristallilise aine temperatuur tõuseb, muutub molekulide võnkumine ümber tasakaalupunktide nii ulatuslikuks, et kristall sulab. Toimub faasisiire, milles tahkis muutub vedelikuks. Kui vedelikku kuumutada piisavalt kõrge temperatuurini, tekivad kogu vedelikus aurumullid (keemine) ja vedelik muutub gaasiks (aurustumine).

Teatud tingimustel võib aine tahkest olekust otse üle minna gaasilisse olekusse – toimub sublimatsioon. Vastupidise üleminekuna tekib näiteks härmatis.

Vaata ka

• Faasidiagramm