Материалите имат твърда, течна и газова форма. Всяка от тези форми е известна като фаза на материята. Във всяка от фазите си частиците на дадено вещество се държат много различно. Веществото може да се променя от една фаза в друга чрез това, което е известно като фазов преход. Тези фазови преходи са главно резултат от температурни промени.
Твърдо
Когато даден материал е в твърдата си фаза, молекулите са здраво свързани помежду си. Формата и обемът на твърдото вещество обикновено са фиксирани. Силите, които привличат частиците една към друга, са особено силни в твърдите частици, като ги държат близо една до друга в определени позиции. Това помага да се предотврати разпадането или сгъстяването на твърдо вещество. Плътността на твърдия материал се увеличава при по-ниски температури. Колкото по-студена е температурата, толкова по-слаби са вибрациите на частиците, което ги кара да се събират още по-плътно. Твърдите вещества могат да бъдат класифицирани като кристални, с частици, подредени плътно в геометрични модели, или могат да бъдат класифицирани като аморфни твърди вещества. Кристалите в аморфни твърди вещества, като глина, са подредени по-свободно и произволно, което позволява промяна на формата на материала.
Течност
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
В своята течна фаза частиците, съставляващи вещество, имат по-голяма свобода на движение. Това движение се постига чрез частиците, получаващи топлинна енергия. Формата на течността се определя от формата на нейния контейнер. Въпреки че частиците в течността не са свързани толкова плътно, колкото тези в твърдо вещество, течните вещества не могат да бъдат компресирани. Течните частици са по-енергични от твърдите частици и могат да се движат, но само на определено разстояние от други частици. Все още има сила на привличане, която ги държи свободно. Тъй като частиците са по-отдалечени в течност, обемът на веществото в неговата течна фаза е по-голям от обема му в твърда фаза.
Газ
•••YuriyS / iStock / Гети изображения
Формата и обемът на даден газ се определя от формата и обема на неговия съд. Въпреки това, за разлика от твърдото вещество, газ ще изтече, ако няма контейнер върху капака му. Частиците в един газ имат голяма свобода на движение и нямат подредена подредба. Това е така, защото силите, които привличат тези частици една към друга, са слаби или липсват в газовата фаза. Газовите частици имат много кинетична енергия, която непрекъснато се предава между частиците, докато се движат и се блъскат една в друга.
Преход
•••mbudley / iStock / Getty Images
Фазовите преходи се извършват поради промени в температурата, въпреки че те също се влияят от атмосферното налягане. Твърдото вещество се превръща в течност, когато се нагрява до точката му на топене, където топлината дава на частиците достатъчно енергия, за да разхлаби структурата си и да се превърне в течност. При точка на кипене топлината дава частици в течност достатъчно енергия, за да могат тези на повърхността на течността да излязат от структурата и да се изпарят, движейки се във въздуха като газ. Ниското атмосферно налягане позволява на течностите да кипят при по-ниска температура. За да стане газът течност, той трябва да се охлади достатъчно, за да могат частиците да губят енергия и да се кондензират; образувайки връзки, достатъчно плътни, за да задържат течна форма. За да стане една течност твърдо вещество, тя трябва да замръзне, така че частиците да имат много малко енергия и да се съберат заедно с много плътни връзки.