물질의 상태
고체
고체는 일정한 형태와 부피를 가진 물질의 상태로, 분자들이 고정된 위치에서 진동만 하는 구조입니다. 분자 간 결합력이 매우 강해서 흐르지 않고 단단한 형태를 유지합니다. 대표적인 예로 얼음, 철, 나무 등이 있으며, 외부에서 힘이 가해지지 않는 이상 그 형태가 변하지 않습니다. 또한 고체는 일반적으로 압축이 어렵고, 일정한 온도에서 녹아 액체로 변하는 ‘융해’ 과정을 겪습니다.
액체
액체는 일정한 부피는 유지하지만, 고정된 형태는 없는 물질의 상태입니다. 분자들은 서로 가까이 있지만 자유롭게 움직일 수 있어 유동성을 가집니다. 따라서 액체는 용기에 따라 모양이 바뀌며, 고체에 비해 압축은 어려우나 고체보다 더 자유로운 이동이 가능합니다. 예를 들면 물, 우유, 기름 등이 이에 해당하며, 액체는 냉각 시 고체가 되고, 가열 시 기체로 변화하는 성질을 가집니다.
기체
기체는 형태와 부피가 모두 일정하지 않으며, 공간 전체로 퍼지는 특성을 가집니다. 분자 간 거리가 멀고 결합력이 약하여 자유롭게 움직이며, 쉽게 압축되거나 팽창할 수 있습니다. 기체는 온도와 압력에 매우 민감하게 반응하며, 대표적으로 산소, 이산화탄소, 수증기 등이 있습니다. 온도가 낮아지면 액체로 변하는 ‘응축’ 현상이 발생하며, 고온 고압에서는 고체로도 변화할 수 있습니다.
플라즈마
플라즈마는 고체, 액체, 기체에 이은 제4의 물질 상태로, 매우 높은 에너지 상태에서 원자들이 이온화되어 전자와 이온이 자유롭게 움직이는 상태입니다. 자연계에서는 번개, 태양, 오로라 등에서 볼 수 있으며, 인공적으로는 네온사인, 플라즈마 TV, 핵융합 장치 등에서 활용됩니다. 플라즈마는 전기를 잘 전달하며, 자기장에 반응하는 특성이 있어 다양한 산업적 응용이 가능합니다.
상태변화
물질은 온도와 압력의 변화에 따라 고체, 액체, 기체, 플라즈마 상태로 전환될 수 있습니다. 예를 들어 얼음이 녹아 물이 되고, 물이 증발하여 수증기로 변하는 것처럼, 이러한 변화는 물질의 에너지 변화에 따른 것입니다. 융해, 기화, 승화, 응축, 응고, 이온화, 재결합 등이 대표적인 상태 변화 과정이며, 이 과정은 자연과 과학, 산업 전반에 걸쳐 중요한 역할을 합니다.