Impulserhaltung
Der Impuls eines Objekts ist definiert als seine Masse mal Geschwindigkeit. Beim Billardspiel
wird der Impuls durch elastische Stöße von einer Kugel auf die anderen übertragen. Der Gesamtimpuls und die kinetische Energie bleiben erhalten, wenn man Reibung nicht berücksichtigt. In dieser Simulation stoßen die Teilchen elastisch zusammen, wie beim Billard. Die Masse des weißen Teilchens kann variiert werden. Wie wirkt sich diese Masse auf die Geschwindigkeit der anderen Kugeln aus?
Sedimentation
Wenn wir eine konstante Kraft auf Teilchen ausüben, also die Schwerkraft, so sinken sie langsam ab. Die Teilchen am Boden erfahren einen Druck von den Teilchen über ihnen und kristallisieren bei niedriger Temperatur. In der Mitte bildet sich eine flüssige Schicht. Erhöht man die Temperatur, so bleiben alle Teilchen im gasförmigen Zustand mit nach oben abnehmender Dichte. Dies geschieht auch mit den Luftmolekülen in großen Höhen, so dass man eine Atemschutzmaske benötigt, um die höchsten Berge der Welt zu besteigen.
Mizellen
Um Schmutz von einer Oberfläche zu entfernen, ist Wasser nicht effektiv. Der Schmutz ist oft hydrophob („wasserabstoßend“), löst sich also nicht im Wasser. Deshalb fügen wir Reinigungsmittel hinzu. Seifenmoleküle haben einen hydrophilen (“wasserliebenden“) Kopf und einen hydrophoben Schwanz, so dass sie sich wie eine Schale um den Schmutz legen. Diese Schale wird als Mizelle bezeichnet. Die Mizelle mit dem Schmutz im Inneren ist wasserlöslich und lässt sich leicht entfernen. Durch Veränderung der Größe des Schwanzes der Seifenpartikel kann man anstelle von Mizellen Doppelschichten ausbilden.
Diffusion
Wenn ein Teebeutel in heißes Wasser gegeben wird, dann diffundiert der Tee und färbt das Wasser. Dies ist auf die zufällige Bewegung der Teeteilchen zurückzuführen, die Diffusion genannt wird. Diffusion findet auch in Gasen und in Festkörpern statt.
Plastizität
Wenn man eine Feder leicht ausdehnt und sie wieder entspannt, kehrt sie in ihre Ausgangsform zurück. Wenn man jedoch zu stark zieht, so verformt sie sich irreversibel. Dies wird als Plastizität bezeichnet. Wenn wir eine hohe Spannung auf einen Festkörper ausüben, dann bilden sich Defekte aus. Die Defekte bewegen sich innerhalb des Materials und sind die Ursache für plastische Verformung.