Materia poate exista într-o stare solidă, lichidă sau gazoasă, iar starea în care se află o substanță poate fi determinată în mare măsură de temperatura sa. Când este trecut un anumit prag de temperatură unic pentru fiecare substanță din univers, va rezulta o schimbare de fază, schimbând starea materiei. În condiții de presiune constantă, temperatura este determinantul principal al fazei unei substanțe. Diferențialul de temperatură și fazele diferitelor tipuri de materii permite funcționarea motoarelor termice și a frigiderelor.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Temperatura are un efect direct asupra existenței unei substanțe sub formă de solid, lichid sau gaz. În general, creșterea temperaturii transformă solidele în lichide și lichidele în gaze; reducându-l transformă gazele în lichide și lichidele în solide.
State of Matter
La temperaturi scăzute, mișcarea moleculară scade și substanțele au mai puțină energie internă. Atomii se vor stabili în stări de energie redusă unul față de celălalt și se vor mișca foarte puțin, ceea ce este caracteristic materiei solide. Pe măsură ce temperaturile cresc, se aplică energie termică suplimentară părților constitutive ale unui solid, ceea ce provoacă mișcare moleculară suplimentară. Moleculele încep să se împingă unul împotriva celuilalt și volumul total al unei substanțe crește. În acest moment, problema a intrat în stare lichidă. O stare gazoasă există atunci când moleculele au absorbit atât de multă energie termică datorită temperaturilor crescute, încât sunt libere să se deplaseze unul pe altul la viteze mari.
Schimbări de fază între stările de materie
Punctul în care materia supusă unei anumite temperaturi în condiții de presiune constantă începe să-și schimbe faza se numește prag de schimbare a fazei. La această temperatură, fiecare bucată de substanță expusă la căldură își va schimba starea. O trecere de la un solid la un lichid are loc la punctul de topire, iar tranziția de la un lichid la un gaz are loc la punctul de fierbere. În schimb, momentul schimbării de la un gaz la un lichid este punctul de condensare și trecerea de la un lichid la un solid are loc la punctul de îngheț.
Modificări bruște de temperatură și stări de fază
O substanță poate suferi schimbări de fază dintr-un solid în gaz sau dintr-un gaz în solid dacă temperatura la care este expusă se schimbă foarte repede. Dacă temperatura din jurul unui solid crește foarte repede, se poate sublima sau poate schimba faza de la un solid la un gaz fără a exista ca lichid. În direcția opusă, un gaz care este brusc supra-răcit poate suferi o depunere completă.
Efectele temperaturii pe fază
Dacă presiunea este constantă, starea unei substanțe va depinde în totalitate de temperatura la care este expusă. Din acest motiv, gheața se topește dacă este scoasă dintr-un congelator și apa fierbe dintr-o oală dacă este lăsată la o temperatură prea ridicată prea mult timp. Temperatura este doar o măsurare a cantității de energie termică prezentă în împrejurimi. Atunci când o substanță este plasată în împrejurimi cu o temperatură diferită, căldura este schimbată între substanță și împrejurimi, provocând amândouă atingerea unei temperaturi de echilibru. Deci, atunci când un cub de gheață este expus la căldură, moleculele sale de apă absorb energia căldurii din atmosfera înconjurătoare și încep să se miște mai energic, determinând gheața apei să se topească în apă lichidă.