Todas as substâncias passam por transições de fase com o aumento da temperatura. À medida que aquece, a maioria dos materiais começa como sólido e derrete em líquidos. Com mais calor, eles fervem em gases. Isso acontece porque a energia das vibrações do calor nas moléculas supera as forças que as mantêm juntas. Em um sólido, as forças entre as moléculas as mantêm em estruturas rígidas. Essas forças enfraquecem muito em líquidos e gases, permitindo que uma substância flua e evapore.
Transição de fase
Os cientistas chamam de sólidos, líquidos e gases as fases de uma substância. Quando ele derrete, congela, ferve ou condensa, ele passa por uma transição de fase. Embora muitas substâncias tenham comportamentos de transição de fase semelhantes, cada uma tem um conjunto único de temperaturas e pressões que determinam em que ponto ela derrete ou ferve. Por exemplo, o gás dióxido de carbono congela diretamente em gelo seco a menos de 109 graus Fahrenheit em pressões normais. Possui fase líquida apenas em altas pressões.
Calor e Temperatura
Conforme você aquece um sólido, sua temperatura aumenta continuamente. Cada grau de aumento de temperatura consome aproximadamente a mesma quantidade de energia térmica. Assim que atinge o ponto de fusão, entretanto, a temperatura permanece estável até que toda a substância derreta. As moléculas usam energia extra, chamada de calor de fusão, para se liquefazer. Toda a energia neste ponto é usada para transformar a substância em um líquido. A mesma coisa acontece com líquidos ferventes. Eles requerem energia, chamada de calor de vaporização, para fazer a transição para o gás. Depois que toda a substância faz a transição, mais energia aumenta a temperatura novamente.
Derretendo
As forças entre as moléculas, incluindo a força de dispersão de London e as ligações de hidrogênio, formam cristais e outras formas sólidas quando as temperaturas são baixas o suficiente. A intensidade das forças determina a temperatura de fusão. As substâncias com forças muito fracas derretem a baixas temperaturas; forças fortes requerem altas temperaturas. Se você aplicar energia térmica suficiente, eventualmente todas as substâncias derretem ou fervem.
Ebulição
Os mesmos mecanismos que governam o derretimento se aplicam à fervura. As moléculas de um líquido têm forças fracas que as mantêm unidas. O calor faz com que vibrem fortemente e voem para longe do resto. Em um líquido fervente, algumas moléculas terão energias relativamente baixas, a maioria tem uma faixa média de energias e algumas têm energias altas o suficiente para escapar completamente do líquido. Com mais calor, mais moléculas escapam. Na fase gasosa, nenhuma molécula está mais ligada uma à outra.
