모든 물질은 온도 상승과 함께 상전이를 거칩니다. 가열되면 대부분의 재료는 고체로 시작하여 액체로 녹습니다. 더 많은 열로 가스로 끓습니다. 이것은 분자의 열 진동 에너지가 분자를 함께 묶는 힘을 압도하기 때문에 발생합니다. 고체에서 분자 사이의 힘은 분자를 단단한 구조로 유지합니다. 이러한 힘은 액체와 기체에서 크게 약해져 물질이 흐르고 증발 할 수 있습니다.
위상 전환
과학자들은 고체, 액체 및 기체를 물질의 상이라고 부릅니다. 녹거나, 얼거나, 끓거나 응결되면 상전이를 겪습니다. 많은 물질이 유사한 상전이 거동을 가지고 있지만 각각은 녹거나 끓는 지점을 결정하는 고유 한 온도 및 압력 세트를 가지고 있습니다. 예를 들어, 이산화탄소 가스는 정상 압력에서 화씨 영하 109도에서 드라이 아이스로 직접 동결됩니다. 고압에서만 액상이 있습니다.
열과 온도
고체를 가열하면 온도가 꾸준히 상승합니다. 모든 온도 상승은 거의 같은 양의 열 에너지를 필요로합니다. 그러나 녹는 점에 도달하면 모든 물질이 녹을 때까지 온도가 일정하게 유지됩니다. 분자는 액화하기 위해 융합 열이라고하는 추가 에너지를 사용합니다. 이 시점에서 모든 에너지는 물질을 액체로 만드는 데 사용됩니다. 액체를 끓이는 경우에도 마찬가지입니다. 그들은 가스로 전환하기 위해 기화열이라고하는 에너지가 필요합니다. 모든 물질이 전환되면 더 많은 에너지가 다시 온도를 올립니다.
녹는
런던 분산력과 수소 결합을 포함한 분자 사이의 힘은 온도가 충분히 낮을 때 결정 및 기타 고체 모양을 형성합니다. 힘의 강도에 따라 용융 온도가 결정됩니다. 매우 약한 힘을 가진 물질은 저온에서 녹습니다. 강한 힘은 높은 온도를 필요로합니다. 충분한 열 에너지를 가하면 결국 모든 물질이 녹거나 끓습니다.
비등
용융을 제어하는 동일한 메커니즘이 끓는 데 적용됩니다. 액체의 분자는 서로를 결합하는 약한 힘을 가지고 있습니다. 열로 인해 강하게 진동하고 나머지 부분에서 날아갑니다. 끓는 액체에서 일부 분자는 상대적으로 낮은 에너지를 가지며, 대부분은 평균 에너지 범위를 가지며 일부 분자는 액체에서 완전히 빠져 나갈만큼 충분히 높은 에너지를 갖습니다. 더 많은 열로 더 많은 분자가 빠져 나갑니다. 기체 상태에서는 더 이상 분자가 서로 결합되지 않습니다.