Temperatura este o măsurare a energiei cinetice medii a moleculelor dintr-o substanță și poate fi măsurată folosind trei scale diferite: Celsius, Fahrenheit și Kelvin. Indiferent de scara utilizată, temperatura își manifestă efectul asupra materiei datorită relației sale cu energia cinetică. Energia cinetică este energia mișcării și poate fi măsurată ca mișcare a moleculelor din interiorul unui obiect. Examinând impactul diferitelor temperaturi asupra energiei cinetice se identifică efectele acesteia asupra diferitelor stări ale materiei.
Punctul de congelare sau topire
Un solid este compus din molecule care sunt strâns ambalate împreună, oferind astfel obiectului o structură rigidă, rezistentă la schimbări. Pe măsură ce temperatura crește, energia cinetică a moleculelor din solid începe să vibreze, ceea ce scade atracția acestor molecule. Există un prag de temperatură, denumit punctul de topire, la care vibrația devine suficientă pentru a determina transformarea solidului în lichid. Punctul de topire, la rândul său, identifică și temperatura la care lichidul se va schimba înapoi la solid, deci este și punctul de îngheț.
Punctul de fierbere sau de condensare
Într-un lichid, moleculele nu sunt la fel de bine comprimate ca într-un solid și se pot deplasa. Acest lucru conferă lichidului proprietatea importantă de a putea lua forma recipientului în care este ținut. Pe măsură ce temperatura - și astfel energia cinetică - a unui lichid crește, moleculele încep să vibreze mai rapid. Apoi ating un prag la care energia lor devine atât de mare încât moleculele scapă în atmosferă, iar lichidul devine gaz. Acest prag de temperatură se numește punctul de fierbere dacă schimbarea este de la lichid la gaz pe măsură ce temperatura crește. Dacă schimbarea este de la gaz la lichid pe măsură ce temperatura scade sub acesta, acesta este punctul de condensare.
Energia cinetică a gazelor
Gazele au cea mai mare energie cinetică din orice stare a materiei și apar astfel la cele mai înalte temperaturi. Creșterea temperaturii unui gaz într-un sistem deschis nu va schimba în continuare starea materiei, deoarece moleculele de gaz vor deveni doar la infinit mai departe. Cu toate acestea, într-un sistem închis, creșterea temperaturii gazelor va duce la o creștere a presiunii datorate către moleculele care se mișcă mai repede și frecvența crescută a moleculelor care lovesc părțile laterale ale container.
Efectul presiunii și temperaturii
Presiunea este, de asemenea, un factor în examinarea efectelor temperaturii asupra diferitelor stări ale materiei. Conform legii lui Boyle, temperatura și presiunea sunt direct legate, ceea ce înseamnă că o creștere a temperaturii duce la o creștere corespunzătoare a presiunii. Acest lucru este din nou cauzat de creșterea energiei cinetice asociată cu creșterea temperaturii. La presiuni și temperaturi suficient de scăzute, materia solidă poate ocoli faza lichidă și poate fi convertită direct dintr-un solid în gaz printr-un proces numit sublimare.