Materija može postojati u krutom, tekućem ili plinovitom stanju, a stanje u kojem se tvar nalazi može se u velikoj mjeri odrediti njezinom temperaturom. Kad se prijeđe određeni temperaturni prag jedinstven za svaku tvar u svemiru, doći će do fazne promjene koja će promijeniti stanje tvari. U uvjetima stalnog tlaka temperatura je primarna odrednica faze tvari. Razlika u temperaturama i fazama različitih vrsta tvari omogućuje rad toplinskih strojeva i hladnjaka.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Temperatura ima izravan utjecaj na to postoji li tvar u obliku krutine, tekućine ili plina. Općenito, povećanje temperature pretvara krutine u tekućine, a tekućine u plinove; smanjenjem pretvara plinove u tekućinu, a tekućine u krutine.
Države materije
Na niskim temperaturama molekularno gibanje se smanjuje i tvari imaju manje unutarnje energije. Atomi će se smjestiti u niskoenergetska stanja jedni prema drugima i kretati se vrlo malo, što je karakteristično za čvrstu tvar. Kako se temperature povećavaju, dodatna toplinska energija primjenjuje se na sastavne dijelove krutine, što uzrokuje dodatno molekularno gibanje. Molekule se počinju potiskivati jedna protiv druge i ukupni volumen tvari se povećava. U ovom je trenutku materija prešla u tekuće stanje. Plinovito stanje postoji kada su molekule zbog povećanih temperatura upile toliko toplinske energije da se mogu slobodno kretati jedna oko druge velikom brzinom.
Fazne promjene između bitnih stanja
Točka u kojoj materija podvrgnuta određenoj temperaturi u uvjetima stalnog tlaka počinje mijenjati svoju fazu naziva se prag promjene faze. Pri ovoj temperaturi, svaki djelić tvari izložen toplini promijenit će svoje stanje. Prijelaz sa krutine na tekućinu događa se na točki topljenja, a prijelaz iz tekućine u plin odvija se na točki vrenja. Suprotno tome, trenutak promjene iz plina u tekućinu je točka kondenzacije, a prijelaz iz tekućine u krutinu odvija se na točki smrzavanja.
Iznenadne promjene temperature i fazna stanja
Tvar može proći faznu promjenu iz krutine u plin ili iz plina u krutinu ako se temperatura kojoj je izložena vrlo brzo promijeni. Ako se temperatura oko krutine povisi vrlo brzo, može se sublimirati ili promijeniti fazu iz krutine u plin, a da ne postoji kao tekućina. U suprotnom smjeru, plin koji se iznenada prehladi može podvrgnuti potpunom taloženju.
Učinak temperature na fazu
Ako je tlak konstantan, stanje tvari ovisit će u potpunosti o temperaturi kojoj je izložena. Iz tog razloga led se topi ako se izvadi iz zamrzivača, a voda ključa iz lonca ako se predugo ostavlja na previsokoj temperaturi. Temperatura je samo mjerenje količine toplinske energije prisutne u okolini. Kada se tvar stavi u okruženje različite temperature, izmjenjuje se toplina između tvari i okoline, što dovodi do postizanja temperature ravnoteže. Dakle, kada je kocka leda izložena toplini, njene molekule vode apsorbiraju toplinsku energiju iz okolne atmosfere i počinju se energičnije kretati, što dovodi do topljenja vodenog leda u tekućoj vodi.
