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물질의 구조와 다른 단계

Compressed Air Wiki Basic Theory Physics of Air Compressors

압축공기 작업을 이해하는 데 기초 물리학 소개가 큰 도움이 될 수 있습니다. 먼저 물질의 구조에 대해 설명하고, 파트 2에서는 물질의 네 가지 상태와 분자에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

물질은 무엇으로 구성되는가?

물질의 다른 상태

기체, 액체, 고체 형태의 모든 물질은 원자로 구성됩니다. 따라서 원자는 물질의 기본 구성 요소이며, 거의 항상 분자의 일부로 표시됩니다. 분자는 많은 원자가 동일하거나 상이한 다른 원자와 결합된 형태입니다. 원자는 많은 작고 가볍고 빠르게 회전하는 전자로 둘러싸인 양성자와 중성자로 이루어진 밀집한 핵으로 구성됩니다. 다른 구성 요소도 존재하지만 나머지 요소는 안정적이지 않습니다. 이러한 모든 입자는 다음과 같은 네 가지 특성으로 분류됩니다.
- 전하
- 정지 질량
- 기계적 운동량
- 자기성 운동량

핵의 양성자 수는 원자의 원자 수와 같습니다. 전자는 질량이 거의 없으므로 총 양성자 수와 중성자 수는 원자의 총 질량과 거의 동일합니다. 이 정보는 주기율표에서 확인할 수 있습니다. 전자 껍질에는 핵에 있는 원자와 동일한 수의 전자가 포함되어 있습니다. 이는 원자가 전기적으로 중립이라는 것을 의미합니다.

덴마크 물리학자 Niels Bohr는 1913년에 원자의 적산 모델을 소개하고, 원자는 확정된 에너지를 가진 정상 상태로만 발생할 수 있다는 것을 입증했습니다. 원자가 한 에너지 상태에서 다른 에너지 상태로 변환될 경우 양자 방사선이 방사됩니다. 이를 양성자라고 합니다. 파형이 다른 빛의 형태로 다양한 전환이 도처에서 일어나고 있습니다. 분광기로 보면 이러한 전환은 원자의 선 스펙트럼에서 선으로 표시됩니다.

물질의 네 가지 단계란?

화학적으로 결합된 원자를 분자라고 합니다. 이러한 분자는 매우 작아서 대기압 상태의 1mm3 공기에 약 2.55 x 1016개의 분자가 포함되어 있습니다. 원칙적으로 모든 물질은 다음과 같은 네 가지 상태로 존재할 수 있습니다.

- 고체 상태

- 액체 상태

- 기체 상태

- 플라스마 상태


고체 상태의 분자는 강력하게 결속된 결정 구조로 밀집되어 있습니다. 절대 영도 이상의 온도에서는 어느 정도의 분자 이동이 발생합니다. 이 상태에서는 균형된 위치 주위에서 진동이 발생합니다. 이러한 진동은 온도가 상승할수록 더 빨라집니다. 단단한 결정체에 의한 분자 이동을 방지할 수 없을 정도로 고체 상태의 물질이 가열될 경우, 결속이 풀리고 물질이 녹아서 액체로 변환됩니다. 액체를 더 가열하면 분자 결속이 완전히 풀어지고 액체 물질은 기체 상태로 변환됩니다. 그러면 사방으로 팽창되어 방 안의 다른 기체와 혼합됩니다. 기체 분자를 냉각하면 속도를 잃고 서로 다시 결합하여 응축수를 생성합니다. 하지만, 기체 분자를 더 가열하면 개별 하위 입자로 분해되어 전자 및 원자 핵의 플라스마를 형성합니다.


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