Mitkä ovat vaihemuutoksen kuusi prosessia?

Vaihemuutos tai siirtymä tapahtuu, kun aineen tila muuttuu molekyylitasolla. Useimmissa aineissa lämpötilan tai paineen muutokset johtavat ainefaasimuutokseen. Vaihemuutoksia on useita, mukaan lukien fuusio, jähmettyminen, höyrystyminen, kondensoituminen, sublimaatio ja fysikaalinen höyrysaostuminen.

Fuusio tapahtuu, kun aine muuttuu kiinteästä aineesta nestemäiseksi. Ennen sulamista vahvat molekyylien väliset sidokset tai vetovoimat pitävät kiinteää ainetta sisältävät atomit, molekyylit tai ionit tiiviisti yhdessä kiinteässä muodossa. Kuumennettaessa hiukkaset saavat tarpeeksi kineettistä energiaa voittamaan sidokset, jotka pitävät niitä yhdessä ja muuttuvat liikkuviksi. Tämä johtaa aineen fuusioon.

Kiinteytyminen tapahtuu, kun aine muuttuu nestemäisestä kiinteäksi. Nestemäisessä tilassa aineen hiukkasilla on riittävästi kineettistä energiaa liikkua toistensa läheisyydessä. Kun lämpötila laskee, hiukkaset menettävät kineettisen energiansa ja yhtyvät yhteen. Vähitellen hiukkaset asettuvat kiinteään asentoon aiheuttaen aineen muodon ja kiinteän aineen.

Höyrystyminen tapahtuu, kun aine muuttuu nesteestä kaasuksi. Nesteen molekyylit ovat jatkuvassa liikkeessä samalla kun ne pysyvät suhteellisen lähellä toisiaan molekyylien välisten voimien vuoksi. Kun lämpötilan nousu tapahtuu, myös molekyylien kineettinen energia kasvaa. Tämä lämpötilan nousu antaa molekyylien saada kineettistä energiaa ja voittaa molekyylien väliset voimat, mikä johtaa aineen höyrystymiseen.

Kondensoituminen tapahtuu, kun aine muuttuu höyrystä nesteeksi. Höyryssä on molekyylejä, joilla on korkea ja matala kineettinen energia, jotka törmäävät usein pintojen ja toistensa kanssa. Kun molekyylit, joilla on pieni kineettinen energia, törmäävät, molekyylien väliset voimat saavat ne tarttumaan yhteen. Lämpötilan laskiessa myös molekyylien kineettinen energia pienenee, jolloin molekyylit tarttuvat yhteen ja johtavat kondensaatioon.

Sublimointia tapahtuu, kun aine muuttuu kiinteästä aineesta kaasuksi. Lämpötilan nousu aiheuttaa myös hiukkasten kineettisen energian lisääntymisen. Tämä antaa hiukkasten voittaa molekyylien väliset voimat ja tulla liikkuviksi. Matalapaine lisää myös hiukkasten liike-energiaa. Kun hiukkaset poistuvat kiinteästä aineesta ja leviävät kaasuna, tapahtuu sublimaatiota.

Fysikaalinen höyrysaostuminen tapahtuu, kun aine muuttuu kaasusta kiinteäksi aineeksi. Matalapainetilanteissa eri pinnoille muodostuu ohuita höyrystyneitä materiaaleja plasmaputkipommituksen tai korkean lämpötilan tyhjiöhaihdutuksen vuoksi.