რა ხდება მატერიალურ, თხევად და გაზს შორის გადასვლის დროს?

ყველა ნივთიერება გადის ფაზურ გადასვლას ტემპერატურის მატებასთან ერთად. მათი გახურებისას, მასალების უმეტესობა მყარი სახით იწყება და დნება სითხეებად. უფრო მეტი სითბოს, ისინი აირებს ადუღებენ. ეს ხდება იმიტომ, რომ მოლეკულების სითბოს ვიბრაციის ენერგია აჯობა იმ ძალებს, რომლებიც მათ ერთმანეთთან აკავებს. მყარ ნივთიერებაში, მოლეკულებს შორის არსებული ძალები მათ მყარ სტრუქტურებში ინახავს. ეს ძალები მნიშვნელოვნად ასუსტებს სითხეებსა და გაზებში, რაც იძლევა ნივთიერების ნაკადის და აორთქლების საშუალებას.

მეცნიერები ნივთიერების ფაზებს უწოდებენ მყარ, სითხეებსა და გაზებს. დნობის, გაყინვის, დუღილის ან კონდენსაციის დროს იგი განიცდის ფაზურ გადასვლას. მიუხედავად იმისა, რომ ბევრ ნივთიერებას აქვს მსგავსი ფაზის გარდამავალი ქცევა, თითოეულ მათგანს აქვს ტემპერატურისა და წნევის უნიკალური ნაკრები, რომლებიც განსაზღვრავს სად დნება ან დუღდება. მაგალითად, ნახშირორჟანგის გაზი იყინება პირდაპირ მშრალ ყინულში მინუს 109 გრადუს ფარენგეიტზე ნორმალურ წნევაზე. მას აქვს თხევადი ფაზა მხოლოდ მაღალ წნევაზე.

მყარი სითბოს გახურებისას მისი ტემპერატურა სტაბილურად იზრდება. ტემპერატურის ზრდის ყველა ხარისხი დაახლოებით იგივე რაოდენობის სითბოს ენერგიას იღებს. მას შემდეგ, რაც იგი დნობის წერტილს მიაღწევს, ტემპერატურა სტაბილური რჩება, სანამ ყველა ნივთიერება არ დნება. მოლეკულები იღებენ ზედმეტ ენერგიას, რომელსაც უწოდებენ შერწყმის სითბოს, თხევადი ხდება. მთელი ენერგია ამ ეტაპზე მიდის მასალის თხევად ქცევაში. იგივე ხდება მდუღარე სითხეების შემთხვევაში. ისინი საჭიროებენ ენერგიას, რომელსაც აორთქლების სითბოს უწოდებენ, გაზზე გადასასვლელად. მას შემდეგ, რაც ყველა ნივთიერება გადასვლას ახდენს, მეტი ენერგია კვლავ ზრდის ტემპერატურას.

ძალები მოლეკულებს შორის, ლონდონის დისპერსიული ძალა და წყალბადის კავშირი, ქმნიან კრისტალებსა და სხვა მყარ ფორმებს, როდესაც ტემპერატურა საკმარისად დაბალია. ძალების სიძლიერე განსაზღვრავს დნობის ტემპერატურას. ძალიან სუსტი ძალების მქონე ნივთიერებები დნება დაბალ ტემპერატურაზე; ძლიერი ძალები მოითხოვს მაღალ ტემპერატურას. თუ საკმარის სითბოს ენერგიას გამოიყენებთ, საბოლოოდ ყველა ნივთიერება დნება ან ადუღდება.

დნობის მარეგულირებელი იგივე მექანიზმები ვრცელდება დუღილზე. სითხეში მოლეკულას აქვს სუსტი ძალები, რომლებიც მათ ერთმანეთთან ატარებს. სიცხე იწვევს მათ ძლიერ ვიბრაციას და დანარჩენებისგან დაშორებას. მდუღარე სითხეში ზოგიერთ მოლეკულას ექნება შედარებით დაბალი ენერგია, უმეტესობას აქვს საშუალო ენერგიის დიაპაზონი და რამდენიმე მათგანს აქვს ენერგია საკმარისად მაღალი, რომ სრულად გაექცეს თხევადს. მეტი სითბოთი, მეტი მოლეკულა გამოდის. გაზის ფაზაში აღარავის უკავშირდება არცერთი მოლეკულა.