จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสสารเปลี่ยนผ่านระหว่างของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

สารทั้งหมดต้องผ่านการเปลี่ยนเฟสด้วยอุณหภูมิที่สูงขึ้น เมื่อมันร้อนขึ้น วัสดุส่วนใหญ่จะเริ่มเป็นของแข็งและละลายเป็นของเหลว ด้วยความร้อนที่มากขึ้นก็จะเดือดเป็นก๊าซ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานของการสั่นของความร้อนในโมเลกุลมีกำลังมากกว่าแรงที่ยึดไว้ด้วยกัน ในของแข็ง แรงระหว่างโมเลกุลจะคงไว้ซึ่งโครงสร้างแข็ง แรงเหล่านี้อ่อนตัวลงอย่างมากในของเหลวและก๊าซ ทำให้สารไหลและระเหยได้

นักวิทยาศาสตร์เรียกของแข็ง ของเหลว และก๊าซว่าเฟสของสาร เมื่อละลาย แช่แข็ง เดือด หรือควบแน่น จะผ่านการเปลี่ยนเฟส แม้ว่าสารหลายชนิดจะมีพฤติกรรมการเปลี่ยนเฟสที่คล้ายคลึงกัน แต่สารแต่ละชนิดก็มีชุดอุณหภูมิและความดันเฉพาะตัวที่กำหนดว่าจะละลายหรือเดือดที่จุดใด ตัวอย่างเช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะแข็งตัวเป็นน้ำแข็งแห้งโดยตรงที่อุณหภูมิลบ 109 องศาฟาเรนไฮต์ที่ความดันปกติ มีเฟสของเหลวที่แรงดันสูงเท่านั้น

เมื่อคุณทำให้ของแข็งร้อนขึ้น อุณหภูมิของของแข็งก็จะสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกระดับใช้พลังงานความร้อนเท่ากัน เมื่อถึงจุดหลอมเหลว อุณหภูมิจะคงที่จนกว่าสารจะละลายหมด โมเลกุลใช้พลังงานพิเศษที่เรียกว่าความร้อนของการหลอมรวมเพื่อทำให้เป็นของเหลว พลังงานทั้งหมด ณ จุดนี้จะไปทำให้สารเป็นของเหลว สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับของเหลวเดือด พวกเขาต้องการพลังงานที่เรียกว่าความร้อนของการกลายเป็นไอเพื่อเปลี่ยนเป็นก๊าซ เมื่อสารทั้งหมดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง พลังงานมากขึ้นจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีกครั้ง

แรงระหว่างโมเลกุล รวมทั้งแรงกระจายของลอนดอนและพันธะไฮโดรเจน จะก่อตัวเป็นผลึกและรูปร่างของแข็งอื่นๆ เมื่ออุณหภูมิต่ำพอ ความแรงของแรงเป็นตัวกำหนดอุณหภูมิหลอมเหลว สารที่มีแรงอ่อนมากจะหลอมเหลวที่อุณหภูมิต่ำ กองกำลังที่แข็งแกร่งต้องการอุณหภูมิสูง หากคุณใช้พลังงานความร้อนเพียงพอ สารทั้งหมดจะละลายหรือเดือดในที่สุด

กลไกเดียวกันกับที่ควบคุมการหลอมเหลวใช้กับการเดือด โมเลกุลในของเหลวมีแรงอ่อนจับไว้ด้วยกัน ความร้อนทำให้พวกเขาสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงและบินหนีจากส่วนที่เหลือ ในของเหลวที่เดือด โมเลกุลบางตัวจะมีพลังงานค่อนข้างต่ำ ส่วนใหญ่มีช่วงพลังงานเฉลี่ย และบางโมเลกุลมีพลังงานสูงพอที่จะหนีออกจากของเหลวทั้งหมด ด้วยความร้อนที่มากขึ้น โมเลกุลก็จะหลบหนีมากขึ้น ในสถานะก๊าซ ไม่มีโมเลกุลใดเกาะติดกันอีกต่อไป