Fase Padat, Cair & Gas dari Materi

Bahan memiliki wujud padat, cair dan gas. Masing-masing bentuk ini dikenal sebagai fase materi. Dalam setiap fasenya, partikel suatu zat berperilaku sangat berbeda. Suatu zat dapat berubah dari satu fase ke fase lain melalui apa yang dikenal sebagai transisi fase. Transisi fase ini terutama merupakan hasil dari perubahan suhu.

Ketika suatu bahan berada dalam fase padatnya, molekul terikat bersama dengan erat. Bentuk dan volume benda padat biasanya tetap. Gaya yang menarik partikel satu sama lain sangat kuat dalam padatan, menjaga mereka tetap berdekatan pada posisi tertentu. Ini membantu mencegah padatan pecah atau terkompresi. Kepadatan bahan padat meningkat pada suhu yang lebih rendah. Semakin dingin suhu, semakin lemah getaran partikel, membuatnya semakin rapat. Padatan dapat diklasifikasikan sebagai kristal, dengan partikel yang tersusun rapat dalam pola geometris, atau dapat diklasifikasikan sebagai padatan amorf. Kristal dalam padatan amorf, seperti tanah liat, disusun lebih longgar dan acak, memungkinkan bentuk material diubah.

•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images

Dalam fase cairnya, partikel-partikel yang membentuk suatu zat memiliki lebih banyak kebebasan bergerak. Gerakan ini dicapai melalui partikel yang mendapatkan energi panas. Bentuk zat cair ditentukan oleh bentuk wadahnya. Meskipun partikel-partikel dalam cairan tidak terikat bersama sekencang yang ada dalam padatan, zat cair tidak dapat dimampatkan. Partikel cair lebih energik daripada partikel padat dan dapat bergerak tetapi hanya dalam jarak tertentu dari partikel lain. Masih ada kekuatan tarik-menarik yang menahan mereka bersama-sama secara longgar. Karena partikel lebih jauh terpisah dalam cairan, volume zat dalam fase cairnya lebih besar daripada volumenya dalam fase padat.

•••YuriyS/iStock/Getty Images

Bentuk dan volume gas ditentukan oleh bentuk dan volume wadahnya. Namun, tidak seperti padatan, gas akan keluar jika tidak ada tutup pada wadahnya. Partikel dalam gas memiliki banyak kebebasan bergerak dan tidak memiliki susunan yang teratur. Ini karena gaya yang menarik partikel-partikel ini satu sama lain lemah atau tidak ada dalam fase gas. Partikel gas memiliki banyak energi kinetik, yang terus-menerus dilewatkan di antara partikel saat mereka bergerak dan menabrak satu sama lain.

•••mbudley/iStock/Getty Images

Transisi fase terjadi karena perubahan suhu, meskipun mereka juga dipengaruhi oleh tekanan atmosfer. Padatan menjadi cair ketika dipanaskan sampai titik lelehnya, di mana panas memberi partikel energi yang cukup untuk melonggarkan strukturnya dan menjadi cair. Pada titik didih, panas memberi partikel dalam cairan energi yang cukup bagi partikel di permukaan cairan untuk keluar dari struktur dan menguap, bergerak ke udara sebagai gas. Tekanan atmosfer rendah memungkinkan cairan mendidih pada suhu yang lebih rendah. Agar gas menjadi cair, ia harus cukup dingin agar partikel kehilangan energi dan mengembun; membentuk ikatan yang cukup kuat untuk menahan bentuk cair. Agar cairan menjadi padat, ia harus membeku sehingga partikel memiliki energi yang sangat sedikit dan ditarik bersama oleh ikatan yang sangat erat.