Materiale kan eksistere i fast, flydende eller gasformig tilstand, og den tilstand et stof er i kan i vid udstrækning bestemmes af dets temperatur. Når en bestemt temperaturgrænse, der er unik for hvert stof i universet, krydses, vil der opstå en faseændring, der ændrer sagen. Under betingelser med konstant tryk er temperatur den primære determinant for et stofs fase. Forskellen i temperaturer og faser af forskellige slags stoffer muliggør drift af varmemotorer og køleskabe.
TL; DR (for lang; Læste ikke)
Temperatur har en direkte indvirkning på, om et stof eksisterer som et fast stof, en væske eller en gas. Forhøjelse af temperaturen forvandler generelt faste stoffer til væsker og væsker til gasser; reducerer det omdanner gasser til væsker og væsker til faste stoffer.
Materiestater
Ved lave temperaturer falder molekylær bevægelse, og stoffer har mindre indre energi. Atomer vil slå sig ned i lavenergitilstande i forhold til hinanden og bevæge sig meget lidt, hvilket er karakteristisk for fast stof. Når temperaturen stiger, påføres yderligere varmeenergi til de bestanddele af et fast stof, som forårsager yderligere molekylær bevægelse. Molekyler begynder at skubbe mod hinanden, og det samlede volumen af et stof øges. På dette tidspunkt er sagen kommet i flydende tilstand. En gasformig tilstand eksisterer, når molekyler har absorberet så meget varmeenergi på grund af øgede temperaturer, at de er frie til at bevæge sig rundt i hinanden ved høje hastigheder.
Faseændringer mellem forholdene
Det punkt, hvor stof, der udsættes for en bestemt temperatur under betingelser med konstant tryk, begynder at ændre sin fase kaldes faseændringstærsklen. Ved denne temperatur vil hver bit af stoffet, der udsættes for varmen, ændre sin tilstand. Et skift fra til et fast stof til en væske sker ved smeltepunktet, og overgangen fra en væske til en gas finder sted ved kogepunktet. Omvendt er tidspunktet for ændring fra en gas til en væske kondenspunktet, og skiftet fra en væske til et fast stof finder sted ved frysepunktet.
Pludselige temperaturændringer og faser
Et stof kan gennemgå faseændring fra et fast stof til en gas eller fra et gas til et fast stof, hvis temperaturen det udsættes for ændres meget hurtigt. Hvis temperaturen omkring et fast stof hæves meget hurtigt, kan det sublimere sig, eller faseændring fra et fast stof til en gas uden at eksistere som en væske. I den modsatte retning kan en gas, der pludselig underkøles, gennemgå fuldstændig aflejring.
Temperatureffekter på fase
Hvis trykket er konstant, afhænger et stofs tilstand helt af den temperatur, det udsættes for. Af denne grund smelter is, hvis den tages ud af en fryser, og vand koger ud af en gryde, hvis den efterlades ved for høj temperatur for længe. Temperatur er kun en måling af mængden af varmeenergi, der findes i omgivelserne. Når et stof placeres i omgivelser med en anden temperatur, udveksles varme mellem stoffet og omgivelserne, hvilket får begge til at opnå en ligevægtstemperatur. Så når en isterning udsættes for varme, absorberer dens vandmolekyler varmeenergi fra den omgivende atmosfære og begynder at bevæge sig mere energisk, hvilket får vandisen til at smelte i flydende vand.