Formae materiae (ex proprietatibus microscopicis fundatae)
In vita cotidiana, saepe tribus diversis materiae formis occurrimus. Sunt solida (exempli gratia, saxa, ferrum, etc. ) , liquida (aqua, benzina, etc. ) , et gases (aer, etc. ) . Hae tres formae materiae distingui possunt secundum facultatem formam et magnitudinem conservandi (per magnitudinem, volumen significamus).
Solida plerumque formam et volumen fixum servant. Liquida formam fixam non retinent, sed formam suam ad vas in quo sunt accommodant. Exempli gratia, si aquam in vitrum ponimus, forma eius in formam vitri mutatur. Si aqua in balneum ponitur, forma eius in formam balnei mutatur. Si in sacculum plasticum rimosum ponitur, aqua effundetur... he he ... Volumen liquidi plerumque constans manet. Si poculum aquae in balneum ponitur , volumen aquae idem ac vitri manet. Forma aquae mutari potest , sed volumen eius numquam mutatur. Interest notare volumen solidorum et liquidorum mutari posse solum si vis maxima adhibeatur.
Quid de gase? Gases non habent formam aut volumen fixum. Forma et volumen eorum semper accommodantur ad formam et volumen vasis in quo sunt. Exempli gratia, si gase in cameram internam currus imponimus, forma gase mutatur, sicut camera interna. Idem valet de volumine eius. Cum intra pneumaticum est, gas se extendit ut totum pneumaticum impleat . Hoc in casu, volumen gase mutatur, sicut volumen pneumatici. Si folliculum inflamus (aerem in eum imponimus), forma et volumen aeris mutantur, sicut forma et volumen folliculi.
Hactenus, tres status materiae tantum secundum proprietates macroscopicas (proprietates macroscopicae = forma et magnitudo substantiae) distinximus. Scilicet, hoc in resultatibus mensurarum et observationum nostrarum quotidianarum fundatur. Differentias inter tres status materiae secundum proprietates microscopicas videbimus. Omnis substantia ex atomis vel moleculis constat. Cum dicimus petram esse solidam, numquam scimus quid atomis vel moleculis intra petram accidat quae eam solidam faciunt. Similiter cum aqua vel aere. Quid est de atomis vel moleculis quae aquam constituunt quod formam liquidam aquae et aeris invisibilem facit?
Formae materiae secundum proprietates microscopicas
Antequam differentias inter solida, liquida, et gasa secundum proprietates microscopicas disseramus, primum sequentia disseramus . Obiectum consideremus. Exempli gratia, saxum... Si saxum attente inspicimus, videbimus singulas partes saxi haerere. Etiam cum calcitratur et iacitur, forma et magnitudo eius numquam mutantur (nisi vi maximae subiectae). Plerumque, omnes partes saxi semper ut una unitas manent. Cur ita est? Paulisper cogitemus...
Dego in lapide est Atomi vel moleculae. Nunc conare imaginari… Finge petram. Finge petram ex minutis particulis constare. Divide partes petram in partes minores minoresque… donec magnitudinem atomorum vel molecularum attingant. Finge atomos ut pilas minutas. Dum moleculae… constare ex plures pilae inter se haeserunt.
Ergo , saxa multas moleculas vel atomos qui perparvi sunt continent. Potesne atomos in saxis imaginari?
Diameter atomi singularis est circiter 10⁻⁵ m. Si atomum quasi pilam fingas, diameter illius pilae est 10⁻⁵ metra . Tam parvus est ut nudo oculo videri non possit... eam tantum imaginari potes. Moleculae sunt atomi inter se coniuncti, ergo moleculae maiores sunt quam atomi. Sed moleculae etiam nudo oculo videri non possunt...
Mirum est, nonne, hos atomi vel moleculas minutas in una unitate esse posse... Si atomi vel moleculae non in una unitate essent, scilicet quaeque pars rupis non cohaereret. Immo, quaeque pars rupis cohaeret ut petra solida fiat. Cur atomi vel moleculae non separantur?
Certe, atomi vel moleculae inter se attrahunt. Si atomi vel moleculae inter se non attraxissent, scilicet ubique volassent. Quisque atomus vel molecula amico suo valediceret. Ita fragmenta rupis ubique dispergerentur. Fragmenta rupis etiam dispergerentur et tandem ea videre non possemus. Fragmenta rupis etiam ex atomis vel moleculis constant. Magnitudo atomorum valde parva est, ita si separarentur, scilicet ea videre non possemus... Sed realitas non ita se habet.
Rupes solida apparet, singulis partibus rupis cohaerentibus. Ergo concludere possumus atomos vel moleculas quae rem solidam constituunt inter se attrahere debere.
Vis attractiva inter atomos vel moleculas revera vis electromagnetica est. Huius vis attractivae praesentia facit ut atomi vel moleculae inter se appropinquent. Cum collisuri sunt , electrones in parte extrema atomorum vel molecularum se repellunt (repulsio electrica). Huius repulsionis praesentia facit ut atomi et moleculae retrorsum moveantur. Etiamsi atomi vel moleculae retrorsum moventur, propter vim attractivam, iterum inter se propius moventur. Et sic porro... Atomi vel moleculae huc illuc moventur (vibrant), minima distantia servantes.
Differentia inter solida, liquida et gasa, secundum proprietates microscopicas, revera in robore vel debilitate virium attractivarum inter atomos vel moleculas quae has tres substantias constituunt consistit.
Solidum
In solidis, vires attractivae inter atomos vel moleculas tam fortes sunt ut atomi vel moleculae quae solidum constituunt semper in locis fixis maneant. Atomi vel moleculae in solidis huc illuc moventur (vibrant), sed semper in eadem positione vibrant.
Fortis attractio inter atomos vel moleculas quae solidum constituunt est causa cur forma et volumen solidi semper idem maneant. Quamquam iactus vel percussusForma lapidis vel ferri difficile mutatur, quia vires attractivae inter atomos vel moleculas valde fortes sunt. Cum lapidem vel ferrum in situlam vel balneum ponis, volumen eius numquam mutatur. Itaque vires attractivae fortes inter atomos vel moleculas quae solidum constituunt sunt quae eos coniungunt et aspectum solidum conservant.
In genere, positiones atomorum vel molecularum quae solidum constituunt sunt fere sicut in figura (etiam crystallina clathrata appellata) monstrantur. Haec figura aucta est. Atomi vel moleculae sunt valde parvae.
Liquidum
In liquidis, vires attractivae inter atomos vel moleculas minus fortes sunt, ita ut libere moveri possint, inter se imbricatae. Atomi vel moleculae quae liquidos constituunt pro libitu moveri possunt, sed amicis suis valedicere non possunt. Vis virium attractivarum tamen eas impedit ne effugiant et dispergantur.
Haec est causa cur forma liquidi mutari possit, volumen autem eius constans maneat. Cum aquam in vitrum imponimus, vires attractivae inter atomos vel moleculas eius minus fortes sunt, ita forma aquae ad formam vitri mutatur. Cum aquam in balneum imponimus, vires attractivae minus fortes inter atomos vel moleculas permittunt aquam ad formam balnei accommodare. VVolumen liquidi semper constans manet, quia vires attractivae inter atomos vel moleculas eos adhuc coniungere possunt. manete unitiPoculum aquae cum immittitur.kCum aqua in balneum infunditur, volumen aquae idem manet ac vitri. Atomi sive moleculae quae aquam constituunt non disperguntur, ergo volumen semper idem manet.
Situs atomorum vel molecularum quae liquorem constituunt est ut in imagine monstratur (sagitta directionem motus indicat ).
Substantiae gasosae
In substantiis gasosis, vires attractivae inter atomos vel moleculas tam debiles sunt ut atomi vel moleculae in una unitate esse non possint. Moventur pro libitu quia nulla vincula inter eas sunt. Vires attractivae debiles faciunt ut atomi vel moleculae quae substantiam gasosam constituunt ubique dispergantur vel dispergantur. Atomi qui substantiam gasosam constituunt liberiores sunt quam atomi qui substantiam solidam vel liquidam constituunt.
Situs atomorum vel molecularum quae substantiam gaseosam constituunt est fere talis: in imago.
Vis attractionis debilis est causa cur forma et volumen gasorum mutari possint et cur aer oculo videri non possit. Magnitudo atomorum vel molecularum tam parva est ut si ubique dispersa vel dispersa sint, ea videre non possimus. Magnitudo arenae vel sacchari multo maior est quam atomorum vel moleculorum, ita ut, quamvis dispersa sint, grana arenae tamen oculo videri possint, quamquam paulo difficile est.
Solida et liquida videri possunt quia atomi vel moleculae eorum constituentes non separantur. Vires attractivae fortes in solidis et gasibus tamen ea coniungere possunt. Vires attractivae in gasibus tam debiles sunt ut atomos vel moleculas coniungere non possint. Haec parva vis attractiva etiam causa est cur gases et liquida fluere possint.
