Madde katı, sıvı veya gaz halde bulunabilir ve bir maddenin içinde bulunduğu durum büyük ölçüde sıcaklığı ile belirlenebilir. Evrendeki her maddeye özgü belirli bir sıcaklık eşiği aşıldığında, maddenin durumunu değiştiren bir faz değişikliği meydana gelir. Sabit basınç koşulları altında sıcaklık, bir maddenin fazının birincil belirleyicisidir. Sıcaklıklardaki fark ve farklı türdeki maddelerin fazları, ısı motorlarının ve buzdolaplarının çalışmasına izin verir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Sıcaklık, bir maddenin katı, sıvı veya gaz olarak var olup olmadığını doğrudan etkiler. Genel olarak, sıcaklığın arttırılması katıları sıvılara ve sıvıları gazlara dönüştürür; indirgenmesi gazları sıvılara ve sıvıları katılara dönüştürür.
Maddenin halleri
Düşük sıcaklıklarda moleküler hareket azalır ve maddeler daha az iç enerjiye sahiptir. Atomlar birbirine göre düşük enerjili hallere yerleşecek ve katı maddenin özelliği olan çok az hareket edecektir. Sıcaklıklar arttıkça, bir katının bileşenlerine ilave ısı enerjisi uygulanır ve bu da ilave moleküler harekete neden olur. Moleküller birbirini itmeye başlar ve bir maddenin toplam hacmi artar. Bu noktada madde sıvı hale geçmiştir. Moleküller, artan sıcaklıklar nedeniyle yüksek hızlarda birbirlerinin etrafında hareket etmekte serbest oldukları için çok fazla ısı enerjisi emdiğinde gaz hali oluşur.
Maddenin Halleri Arasındaki Hal Değişimleri
Sabit basınç koşulları altında belirli bir sıcaklığa maruz kalan maddenin fazını değiştirmeye başladığı noktaya faz değişim eşiği denir. Bu sıcaklıkta, ısıya maruz kalan maddenin her bir parçası durumunu değiştirecektir. Erime noktasında katıdan sıvıya geçiş, kaynama noktasında ise sıvıdan gaza geçiş olur. Tersine, gazdan sıvıya geçiş anı yoğuşma noktasıdır ve sıvıdan katıya geçiş donma noktasında gerçekleşir.
Ani Sıcaklık Değişiklikleri ve Faz Durumları
Bir madde, maruz kaldığı sıcaklık çok hızlı değişirse katıdan gaza veya gazdan katıya faz değişikliğine uğrayabilir. Bir katının etrafındaki sıcaklık çok hızlı yükseltilirse, süblimleşebilir veya sıvı olarak var olmadan katıdan gaza faz değiştirebilir. Ters yönde, aniden aşırı soğutulan bir gaz tamamen çökelebilir.
Faz Üzerindeki Sıcaklık Etkileri
Basınç sabitse, bir maddenin durumu tamamen maruz kaldığı sıcaklığa bağlı olacaktır. Bu nedenle, dondurucudan çıkarıldığında buz erir ve çok yüksek bir sıcaklıkta çok uzun süre bırakılırsa tencereden su kaynar. Sıcaklık, yalnızca çevrede bulunan ısı enerjisi miktarının bir ölçüsüdür. Bir madde farklı sıcaklıktaki bir ortama yerleştirildiğinde, madde ile çevre arasında ısı alışverişi olur ve her ikisinin de bir denge sıcaklığına ulaşmasına neden olur. Bu nedenle, bir buz küpü ısıya maruz kaldığında, su molekülleri çevredeki atmosferden ısı enerjisini emer ve daha enerjik bir şekilde hareket etmeye başlar, bu da su buzunun sıvı suya erimesine neden olur.