La materia puede existir en estado sólido, líquido o gaseoso, y el estado en el que se encuentra una sustancia puede estar determinado en gran medida por su temperatura. Cuando se cruza un cierto umbral de temperatura único para cada sustancia en el universo, se producirá un cambio de fase, cambiando el estado de la materia. En condiciones de presión constante, la temperatura es el principal determinante de la fase de una sustancia. El diferencial de temperaturas y las fases de diferentes tipos de materia permite el funcionamiento de motores térmicos y refrigeradores.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La temperatura tiene un efecto directo sobre si una sustancia existe en forma sólida, líquida o gaseosa. Generalmente, el aumento de la temperatura convierte los sólidos en líquidos y los líquidos en gases; reducirlo convierte los gases en líquidos y los líquidos en sólidos.
Estados de materia
A bajas temperaturas, el movimiento molecular disminuye y las sustancias tienen menos energía interna. Los átomos se asentarán en estados de baja energía entre sí y se moverán muy poco, lo cual es característico de la materia sólida. A medida que aumentan las temperaturas, se aplica energía térmica adicional a las partes constituyentes de un sólido, lo que provoca un movimiento molecular adicional. Las moléculas comienzan a empujarse unas contra otras y aumenta el volumen total de una sustancia. En este punto, la materia ha entrado en estado líquido. Existe un estado gaseoso cuando las moléculas han absorbido tanta energía térmica debido al aumento de temperatura que son libres de moverse entre sí a altas velocidades.
Cambios de fase entre estados de la materia
El punto en el que la materia sometida a una temperatura particular en condiciones de presión constante comienza a cambiar de fase se denomina umbral de cambio de fase. A esta temperatura, cada parte de la sustancia expuesta al calor cambiará de estado. Se produce un cambio de sólido a líquido en el punto de fusión, y la transición de líquido a gas tiene lugar en el punto de ebullición. Por el contrario, el momento de cambio de un gas a un líquido es el punto de condensación y el cambio de un líquido a un sólido tiene lugar en el punto de congelación.
Cambios repentinos de temperatura y estados de fase
Una sustancia puede sufrir un cambio de fase de sólido a gas o de gas a sólido si la temperatura a la que está expuesta cambia muy rápidamente. Si la temperatura alrededor de un sólido se eleva muy rápidamente, puede sublimarse o cambiar de fase de un sólido a un gas sin existir como líquido. En la dirección opuesta, un gas que se sobreenfría repentinamente puede sufrir una deposición completa.
Efectos de la temperatura en la fase
Si la presión es constante, el estado de una sustancia dependerá completamente de la temperatura a la que esté expuesta. Por esta razón, el hielo se derrite si se saca del congelador y el agua hierve de una olla si se deja a una temperatura demasiado alta durante demasiado tiempo. La temperatura es simplemente una medida de la cantidad de energía térmica presente en los alrededores. Cuando una sustancia se coloca en un entorno de diferente temperatura, se intercambia calor entre la sustancia y el entorno, haciendo que ambos alcancen una temperatura de equilibrio. Entonces, cuando un cubo de hielo se expone al calor, sus moléculas de agua absorben la energía térmica de la atmósfera circundante y comienzan a moverse con más energía, lo que hace que el hielo de agua se derrita en agua líquida.
