สสาร ที่เกิดขึ้นบนโลกมีทั้งหมดกี่สถานะ และเกิดการเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร

สสาร และการเปลี่ยนแปลงสถานะ (States of Matter)

สสาร (Matter) หมายถึง สิ่งที่มีมวล (Mass) และปริมาตร (Volume) ดำรงอยู่ในพื้นที่ว่าง (Space)

โดยที่เราสามารถรับรู้ไสสารได้จากประสาทสัมผัสทั้ง 5 ดังนั้น สสาร คือทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา ไม่ว่าจะเป็นอากาศที่เราหายใจ น้ำที่เราดื่ม บ้านพักที่เราอยู่อาศัย รวมถึงไปต้นไม้และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ รวมไปถึงร่างกายของเราเอง โดยสสารที่ได้รับการศึกษาหรือค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ จนทราบถึงคุณสมบัติและองค์ประกอบที่แน่ชัดแล้วจะถูกเรียกว่า “สาร” (Substance)

สถานะทั้ง 4 ของสสารในธรรมชาติ

1. ของแข็ง (solid) : สถานะของสสารที่มีรูปร่างและมีปริมาตรที่แน่นอน จากการจัดเรียงของอนุภาคองค์ประกอบภายในอย่างเป็นระเบียบและแนบชิดติดกัน มีความหนาแน่นและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคสูง ถึงแม้จะมีช่องว่างขนาดเล็กระหว่างอนุภาคของสสารในสถานะของแข็ง ส่งผลให้อนุภาคสั่นไปมาได้เล็กน้อย แต่อนุภาคไม่สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้เช่นเดียวกับสสารในสถานะอื่นๆ ดังนั้น สสารในสถานะของแข็งจึงสามารถทนทานต่อการสูญเสียรูปทรงและการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรได้มาก เช่น เหล็ก อะลูมิเนียมและทองแดง เป็นต้น

2. ของเหลว Liquid : สถานะของสสารที่มีปริมาตรคงที่ แต่สามารถเปลี่ยนรูปร่างตามภาชนะที่ใช้บรรจุ จากการมีอนุภาคองค์ประกอบเรียงตัวอยู่ห่างจากกันเล็กน้อย ส่งผลให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคไม่สูงเท่าสสารในสถานะของแข็ง อนุภาคของของเหลวจึงสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้ในระยะใกล้ เช่น น้ำ แอลกอฮอล์และน้ำมัน เป็นต้น

สสาร, การเปลี่ยนแปลงสถานะ
สถานะของสสาร

3. ก๊าซ (Gas) : สถานะของสสารที่มีรูปร่างและปริมาตรไม่แน่นอน สามารถเปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่ใช้บรรจุ จากการมีอนุภาคองค์ประกอบเรียงตัวอยู่ห่างจากกันมาก ส่งผลให้มีความหนาแน่นและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคต่ำ ก๊าซจึงสามารถเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปได้ในทุกทิศทาง สามารถแพร่กระจายเต็มภาชนะที่บรรจุและสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างและปริมาตรจากการถูกบีบอัดได้ง่าย เช่น อากาศ ออกซิเจน ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซหุงต้มและไอน้ำ เป็นต้น

4. พลาสมา (Plasma) : สถานะของสสารที่เกิดจากการได้รับพลังงานมหาศาลจนอิเล็กตรอนหลุดออกมาจากอะตอม เกิดเป็นกลุ่มเมฆโปรตอน นิวตรอนและอิเล็กตรอน ซึ่งเคลื่อนไหวอย่างอิสระ มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมและโมเลกุลน้อยมาก ทำให้พลาสมามีความใกล้เคียงกับสถานะของก๊าซมากกว่าสถานะอื่นๆ แต่ประจุที่เคลื่อนไหวอย่างอิสระนี้ มีพฤติกรรมและคุณสมบัติที่แตกต่างไปจากสสารอื่นๆ พลาสมามีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้า ถึงแม้พลาสมาจะพบเห็นได้ยากในสภาวะปกติ แต่ในธรรมชาติหรือในระบบสุริยะล้วนแล้วแต่มีสสารในสถานะพลาสมาดำรงอยู่ทั้งสิ้น เช่น ฟ้าผ่า แสงเหนือ หางของดาวหาง หรือบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร

การเปลี่ยนแปลงสถานะของสสารเป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยพลังงานจากภายนอกหรือการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของอุณหภูมิ (Temperature) หรือความดัน (Pressure) เพื่อเข้ามาเป็นตัวการหลักในการทำลายหรือปรับเปลี่ยนโครงสร้างการจัดเรียงอนุภาคของสสาร โดยกระบวนการในการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสารประกอบไปด้วย 8 กระบวนการ ได้แก่

สสาร, การเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร

สสาร, การเปลี่ยนสถานะของสสาร
โดยปกติ สสารจะเปลี่ยนสถานะเมื่อได้รับหรือปลดปล่อยความร้อน และพลังงาน

โดยกระบวนการเหล่านี้ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ส่วน จากการนำพลังงานเข้ามาสู่ระบบ คือ “การดูดพลังงาน”  ซึ่งนำพลังงานความร้อนเข้ามาทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคของสสาร ทำให้อนุภาคของสสารเกิดการจับตัวกันน้อยลง เกิดช่องว่างระหว่างอนุภาคมากขึ้น ส่งผลให้สสารที่มีสถานะเป็นของแข็งหรือของเหลว สามารถเปลี่ยนสถานะไปเป็นก๊าซได้จากการได้รับพลังงานความร้อนที่มากพอ และ “การคายพลังงาน” หรือการลดอุณหภูมิลงให้ถึงจุดเหมาะสม สามารถส่งผลให้อนุภาคของสสารเกิดการบีบอัดหรือถูกยึดเหนี่ยวเข้าหากันมากขึ้น เกิดการเรียงตัวของอนุภาคที่กระจัดกระจายขึ้นใหม่ เพื่อให้เกิดช่องว่างระหว่างอนุภาคน้อยลง สสารในสถานะก๊าซหรือของเหลวจึงสามารถเปลี่ยนสถานะกลับไปเป็นของแข็งได้อีกครั้ง

สืบค้นและเรียบเรียง

คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

ทรูปลูกปัญญา – http://www.trueplookpanya.com/blog/content/50578

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) – https://www.scimath.org/lesson-chemistry/item/7078-2017-05-28-02-15-42

https://www.thoughtco.com/list-of-phase-changes-of-matter-608361


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : เพราะเหตุใดน้ำแข็งจึงลอยน้ำ

วิทยาศาสตร์, น้ำแข็ง, ความหนาแน่น, สมบัติของน้ำ ความหนาแน่นของน้ำ

เรื่องแนะนำ

เผยโฉมฟอสซิลไดโนเสาร์สภาพสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ

เผยโฉม ฟอสซิลไดโนเสาร์ สภาพสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ คนงานเหมืองในรัฐแอลเบอร์ตา ประเทศแคนาดาพบ ฟอสซิลไดโนเสาร์ ซึ่งมีสภาพดีที่สุดตัวหนึ่งเท่าที่เคยพบมา มันคือโนโดซอร์ (Nodosaur) ไดโนเสาร์หุ้มเกราะชนิดหนึ่งที่กินพืชเป็นอาหาร มีชีวิตอยู่เมื่อราว 110 ล้านปีก่อน เจ้าสัตว์ตัวนี้มีเดือยแหลมยาว 50 เซนติเมตรคู่หนึ่งโผล่ขึ้นมาจากบ่า ตอนมีชีวิต มันมีความยาว 5.5 เมตร และหนักเกือบ 1.3 ตัน ติดตามอ่านเรื่องราวการค้นพบสัตว์ยักษ์ตัวนี้ได้ในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย เดือนมิถุนายน 2560

นักวิจัยไทยถึงขั้วโลกเหนือแล้ว พบน้ำทะเลขั้วโลกอุ่นขึ้น 5 องศาฯ

ทีมนักวิจัยไทยดำน้ำสำรวจขั้วโลกเหนือ พบวิกฤติโลกร้อน ทำพฤติกรรมการกินของสัตว์เปลี่ยนไป สาหร่าย แมงกะพรุนเพิ่มจำนวนขึ้น และพบขยะพลาสติก

การพักผ่อน สำคัญกับร่างกายของเราอย่างไร

ไม่เป็นอะไรหรอก ขอเคลียร์งานต่ออีกสักหน่อย เดี๋ยวค่อยนอน พรุ่งนี้ค่อยใช้กาแฟเป็นตัวช่วย หลายคนอาจจะเคยสละเวลาการนอน หรือ การพักผ่อน เพื่อที่จะได้ดูซีรีส์เรื่องโปรด หรือเคลียร์โปรเจ็กต์ หรืองานที่คั่งค้าง แล้วบอกกับตัวเองว่า เดี๋ยวไปกินกาแฟ หรือเครื่องดื่มชูกำลังในตอนเช้า ก็ช่วยให้หายง่วงได้ แต่ในทางการแพทย์ชี้ว่า พฤติกรรมเหล่านั้นเป็นหนึ่งในพฤติกรรมที่ส่งผลเสียต่อสุขภาพของเรา การพักผ่อนไม่เพียงพอเป็นปัญหาต่อสุขภาพอย่างไร  อย่างแรก การพักผ่อนไม่เพียงพอจะส่งผลให้ตัวเรานั้นรู้สึกเหนื่อยและเพลียอยู่ตลอดเวลา เรียนหนังสือไม่รู้เรื่อง สมาธิจดจ่อกับงานลดลง ขี้หลงขี้ลืม หรือแม้กระทั่งทำให้หงุดหงิดง่ายขึ้น เหล่านี้เป็นเพียงแค่ผลกระทบในระยะสั้นของการพักผ่อนไม่เพียงพอ ในส่วนของผลกระทบระยะยาวนั้น มีตั้งแต่การเสื่อมสรรถภาพทางเพศ หน้าแก่ก่อนวัยอันควร จนไปถึงก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเป็นโรคต่อไปนี้ โรคที่เกี่ยวกับหัวใจ อย่าง โรคหัวใจ อาการหัวใจล้มเหลวเฉียบพลัน หรือ อาการเต้นผิดจังหวะของหัวใจ โรคความดันโลหิตสูง หากไม่ได้รับการดูแลรักษาอย่างถูกต้องและทันท่วงที อาจจะส่งผลเสียต่ออวัยวะที่สำคัญต่าง ๆ ของร่ายกายได้ เช่น หัวใจ สมอง ไต ตา และ หลอดเลือด เส้นเลือดสมองแตก เบาหวาน สำหรับใครที่ไม่รู้ว่าตัวเองกำลังประสบปัญหานี้อยู่หรือเปล่า ให้ดูว่าตนเองมีอาการง่วงหงาวหาวนอนในขณะที่ทำกิจกรรมต่อไปนี้อยู่หรือไม่ ตอนนั่งดูทีวี หรืออ่านหนังสือ ขณะกำลังประชุม หรืออยู่ในห้องเรียน นั่งคุยกับใครสักคน นั่งอยู่เฉย ๆ หลังกินข้าวเที่ยงเสร็จ จอดรถติดไฟแดง ทั้งหมดนี้เป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งในอาการนอนพักผ่อนไม่เพียงพอเท่านั้น […]

หรือนี่คือโฉมหน้า “มนุษย์แห่งโลกอนาคต”

พูดคุยกับ นีล ฮาร์บีสสัน เขาเกิดมาพร้อมกับภาวะตาบอดสีทุกสี แต่เสาอากาศซึ่งมีส่วนปลายเป็นตัวรับของเส้นใยนำแสงที่อยู่เหนือดวงตาของเขาพอดีช่วยให้ฮาร์บิสสันสามารถรับรู้สีได้