THẾ GIỚI VẬT CHẤT MUÔN MÀU, MUÔN VẺ
Thế giới vật chất muôn màu muôn vẻ, biến hóa vô cùng. Cho đến trước thế kỷ XX, người ta chỉ mới nhận thức thế giới vật chất vĩ mô ở ba trạng thái: chất rắn, chất lỏng, chất khí.
Băng, nước và hơi nước là ba thể của cùng một chất. Băng ở trạng thái rắn, khi nhiệt độ tăng cao hơn 0oC, băng biến thành nước. Ở nhiệt độ thường, nước ở trạng thái lỏng. Khi tăng nhiệt độ đến 100oC, nước lại biến thành hơi nước là một chất khí. Vì sao với cùng một chất lại có thể tồn tại ở ba trạng thái? Vật chất do phần tử cấu tạo nên. Các phân tử không ngừng chuyển động hỗn lọan, nhưng giữa các phân tử vẫn còn tác dụng tương tác với nhau. Ở nhiệt độ khác nhau, áp suất cũng như của ngoại cảnh, các phân tử vật chất chuyển động hỗn loạn cũng như lực tương tác với nhau sẽ biểu hiện thành các trạng thái tồn tại vật chất khác nhau.
Ở nhiệt độ 0oC, các phần tử nước có động năng bé, chỉ cớ thể dao động chung quanh một vị trí cố định nào đó. Lúc bấy giờ sê thể hiện một trạng thái tức là vật rắn. Khi tăng cao nhiệt độ, các phân tử sẽ chuyển động nhanh hơn. Khi tăng nhiệt độ đến mức độ nào đó các phân tử có thể chuyển động qua lại tự do. Lúc bấy giờ băng sẽ biến thành trạng thái nước lỏng. Do các phân tử có thể chuyển động tự do nên dễ lưu động, không có hình dáng nhất định. Khi gia nhiệt thêm nữa, các phân tử lại chuyển động mạnh mẽ hơn nữa. Có những phân tử xông xáo dọc ngang, thoát khỏi lực hút của các phân tử ở ngoài mặt, bay khối mặt ngoài của chất lỏng và biến thành hơi nước. Khi nhiệt độ lên đến 100oC loại hiện tượng này càng thể hiện rõ rệt, nước sẽ biến thành trạng thái khí, đó chính là hơi nước. Khoảng cách giữa các phân tử ở trạng thái khí rất lớn, lực hút giữa các phân tử sẽ rất nhỏ, thậm chí có thể mất hẳn, vì vậy các chất khí có thể lan tràn trong toàn không gian, vì vậy các chất khí không có thể tích nhất định, không có hình dáng nhất định.
Nhưng khi đi vào thời đại nguyên tử, các bí mật cấu tạo nội tại của vật chất vĩ mô không ngừng được phát hiện. Từ việc nghiên cứu cấu tạo nội tại vật chất, người ta tìm thấy vật chất không những chỉ dừng lại ở ba trạng thái. Ví dụ có những vật rắn mà từ qui tắc cấu tạo phân tử nguyên tử, tính đối xứng, tính chất chu kỳ xuất hiện kết cấu một trạng thái mới gọi là trạng thái kết tinh; có nhiều hợp chất hữu cơ vừa có tính liên tục lưu động của chất lỏng lại vừa có một số tính chất quang học của các tinh thể. Loại hợp chất này nằm ở ranh giới trung gian giữa trạng thái lỏng và trạng thái kết tinh, được gọi là trạng thái tinh thể lỏng. Thông qua các hình thức gia nhiệt, phóng điện khiến các chất khí bị điện ly. Loại chất khí điện ly này có các ion dương, ion âm bằng nhau dược gọi là trạng thái đẳng ion. Có một số chất dẫn điện, ở nhiệt độ rất thấp hoàn toàn không có điện trở, đây là trạng thái siêu dẫn. Còn có những chất mà trạng thái nước có mật độ lớn hơn ở trạng thái rắn nhiều lần dược gọi là trạng thái siêu rắn v.v. .
