สสาร

สสาร (อังกฤษ: matter) คือสิ่งที่มีทั้งมวลและปริมาตร ทั้งที่จับต้องได้และไม่ได้ โดยมีคุณสมบัติแตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานะทางกายภาพและทางเคมี

สถานะของสสาร

ของแข็ง (Solid)

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ติดกัน มีช่องว่างระหว่างอนุภาคน้อย อนุภาคของสสารจึงเคลื่อนไหวได้ยาก ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างคงที่เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ยาก สสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง เช่น หิน น้ำแข็ง

ของเหลว (Liquid)

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

แก๊ส (Gas)

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ห่างกัน จึงมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกันน้อยมาก ทำให้อนุภาคเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างไม่แน่นอน เมื่อสสารอยู่ในภาชนะใดอนุภาคของสสารจะฟุ้งกระจายเต็มภาชนะสสารที่มีสถานะเป็นก๊าซ เช่น อากาศ ก๊าซหุงต้ม เป็นต้น

พลาสมา (Plasma)

คือ สถานะของสารที่มีอนุภาคแตกกระจาย จึงเกิดการกระจายไปมาของอนุภาค ทำให้อนุภาคเคลื่อนไหวแบบรวดเร็ว ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างที่ไม่แน่นอน สสารนี้จะสลายไปอย่างรวดเร็วในเวลาอันสั้น

การเปลี่ยนแปลงสถานะ

การเปลี่ยนแปลงของสารจากสถานะของแข็งเป็นของเหลว เรียกว่า การหลอมเหลว อุณหภูมิขณะนั้นจะคงที่เรียกว่า จุดหลอมเหลว

การเปลี่ยนสถานนะของสารจากของเหลวกลายเป็นไอ เรียกว่า การเดือด อุณหภูมิขณะนั้นจะคงที่เรียกว่า จุดเดือด

การเปลี่ยนแปลงสถานะในแต่ละรูปแบบ มีชื่อเรียกต่างกันตามลักษณะการเปลี่ยนแปลง ดังนี้

การระเหย

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นก๊าซ โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้น ๆ ได้รับพลังงานหรือความร้อน เช่น น้ำ เปลี่ยนสถานะเป็น ไอน้ำ

การระเหิด

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นก๊าซ โดยไม่ผ่านสถานะการเป็นของเหลว เช่น น้ำแข็งแห้ง เปลี่ยนสถานะเป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

การควบแน่น

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากก๊าซ กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อก๊าซนั้น ๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน เช่น ไอน้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ

การแข็งตัว

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นของแข็ง โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้น ๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน เช่น น้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำแข็ง โดยของแข็งนั้น สามารถเปลี่ยนสถานะกลับเป็นของเหลวได้ โดยการได้รับพลังงานหรือความร้อน

การตกผลึก

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

การหลอมเหลว หรือการละลาย

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อของแข็งนั้น ๆ ได้รับความร้อนหรือพลังงาน เช่น น้ำแข็ง เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ

คำจำกัดความ

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

สสารตามลักษณะเนื้อสาร

สสารตามลักษณะเนื้อสาร สามารถจำแนกได้สองประเภทใหญ่ ๆ คือ

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

2. สารเอกพันธ์ (Homogeneous) 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 อากาศจัดเป็นสารละลายของก๊าซชนิดต่าง ๆ ผสมกันอยู่ ทองเหลืองเป็นโลหะผสมในรูปของสารละลายที่เปนของแข็งของทองแดงกับสังกะสี

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

แหล่งข้อมูลอื่น

• Visionlearning Module on Matter
• Matter in the universe เก็บถาวร 2009-02-27 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน How much Matter is in the Universe?
• NASA on superfluid core of neutron star