Materialele au o formă solidă, lichidă și gazoasă. Fiecare dintre aceste forme este cunoscută ca o fază a materiei. În fiecare dintre fazele sale, particulele unei substanțe se comportă foarte diferit. O substanță se poate schimba de la o fază la alta prin ceea ce este cunoscut sub numele de tranziție de fază. Aceste tranziții de fază sunt în principal rezultatul schimbărilor de temperatură.
Solid
Când un material se află în faza sa solidă, moleculele sunt strâns legate între ele. Forma și volumul unui solid sunt de obicei fixe. Forțele care atrag particule unul către celălalt sunt deosebit de puternice în solide, menținându-le apropiate în poziții specifice. Acest lucru ajută la prevenirea rupturii sau comprimării unui solid. Densitatea materialului solid crește la temperaturi mai scăzute. Cu cât temperatura este mai rece, cu atât vibrațiile particulelor sunt mai slabe, făcându-le să se împacheteze și mai puternic. Solidele pot fi clasificate ca cristaline, cu particule aranjate strâns în modele geometrice, sau pot fi clasificate ca solide amorfe. Cristalele din solidele amorfe, cum ar fi argila, sunt aranjate mai slab și aleator, permițând modificarea formei materialului.
Lichid
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
În faza sa lichidă, particulele care alcătuiesc o substanță au mai multă libertate de mișcare. Această mișcare se realizează prin particulele care câștigă energie termică. Forma unui lichid este determinată de forma recipientului său. Deși particulele dintr-un lichid nu sunt legate între ele la fel de strâns ca cele dintr-un solid, substanțele lichide nu pot fi comprimate. Particulele lichide sunt mai energice decât particulele solide și se pot deplasa, dar numai la o anumită distanță de alte particule. Există încă o forță de atracție care îi ține laolaltă. Deoarece particulele sunt mai îndepărtate într-un lichid, volumul unei substanțe în faza sa lichidă este mai mare decât volumul său într-o fază solidă.
Gaz
•••YuriyS / iStock / Getty Images
Forma și volumul unui gaz sunt determinate de forma și volumul containerului său. Cu toate acestea, spre deosebire de un solid, un gaz va scăpa dacă nu există capac pe recipient. Particulele dintr-un gaz au o mare libertate de mișcare și nu au un aranjament ordonat. Acest lucru se datorează faptului că forțele care atrag aceste particule între ele sunt slabe sau absente în faza gazoasă. Particulele de gaz au o cantitate mare de energie cinetică, care este continuă trecută între particule pe măsură ce se mișcă și se lovesc una de cealaltă.
Tranziție
•••mbudley / iStock / Getty Images
Tranzițiile de fază au loc din cauza schimbărilor de temperatură, deși sunt influențate și de presiunea atmosferică. Un solid devine lichid atunci când este încălzit până la punctul de topire, unde căldura oferă particulelor suficientă energie pentru a-și slăbi structura și a deveni lichid. La punctul de fierbere, căldura oferă particulelor dintr-un lichid suficientă energie pentru ca cele de pe suprafața unui lichid să scape din structură și să se vaporizeze, deplasându-se în aer ca gaz. Presiunea atmosferică scăzută permite fierberii lichidelor la o temperatură mai scăzută. Pentru ca gazul să devină lichid, acesta trebuie să se răcească suficient pentru ca particulele să piardă energie și să se condenseze; formând legături suficient de strânse pentru a menține o formă lichidă. Pentru ca un lichid să devină solid, acesta trebuie să înghețe astfel încât particulele să aibă foarte puțină energie și să fie atrase împreună prin legături foarte strânse.
