Contenuto
La materia ha una forma solida, una forma liquida e una forma gassosa - i cosiddetti stati fisici della materia. In ciascuno di questi stati, le particelle della sostanza si comportano in un modo molto diverso, e una sostanza può passare da uno stato all'altro attraverso quello che è noto come cambiamento di fase, che di solito deriva da variazioni di temperatura.
Stato solido
Quando una materia è allo stato solido, le sue molecole sono strettamente legate - la forma e il volume di un solido sono generalmente fissi. Le forze che attraggono le particelle tra di loro sono particolarmente forti nei solidi, mantenendoli vicini e in posizioni specifiche, il che aiuta a prevenire la loro rottura o compressione. La densità di un solido aumenta con la diminuzione della temperatura, cioè, più è freddo, più debole è la vibrazione delle particelle, inducendole a legarsi ancora più saldamente. I solidi possono essere classificati come amorfi o cristallini - quando le particelle formano schemi geometrici. I cristalli in solidi amorfi come l'argilla possono essere disposti in modo più libero e casuale, consentendo al materiale di cambiare forma.
Stato liquido
Allo stato liquido, le particelle di una sostanza si muovono più liberamente dopo aver acquisito energia termica. La forma di un liquido è determinata dalla forma del suo contenitore. Sebbene le sue particelle non siano così strettamente legate come in un solido, ci sono ancora, in sostanze liquide, forze attrattive che legano le loro molecole più liberamente; inoltre, le sostanze liquide non sono comprimibili. Le particelle di un liquido hanno più energia di quelle di un solido e possono muoversi entro una certa distanza dalle altre, e poiché le particelle sono più distanti in un liquido, il volume di una sostanza liquida è maggiore del suo volume allo stato solido.
Stato gassoso
La forma e il volume di un gas sono determinati dalla forma e dal volume del contenitore in cui è contenuto e, a differenza del liquido, un gas uscirà dal suo contenitore in assenza di un tappo. Le particelle in un gas hanno una grande libertà di movimento e non si organizzano in modo ordinato perché le forze attrattive tra di loro sono deboli o assenti. Le particelle di un gas hanno una grande quantità di energia cinetica, che viene continuamente trasmessa tra loro mentre si muovono e si colpiscono a vicenda.
Cambiamento di fase
I cambiamenti di fase si verificano a causa di cambiamenti di temperatura e pressione atmosferica. Un solido diventa liquido quando viene riscaldato al punto di fusione, quando il calore dà alle particelle energia sufficiente per allentare la loro struttura e diventare liquido.Al punto di ebollizione, il calore fornisce una quantità di energia sufficiente per far sì che le particelle sulla sua superficie fuoriescano dalla struttura e si vaporizzino in gas. Le basse pressioni atmosferiche consentono anche a un liquido di bollire a una temperatura inferiore. Affinché un gas diventi liquido, deve essere sufficientemente raffreddato affinché le sue particelle perdano energia e si condensino, formando legami abbastanza forti da intrappolarli allo stato liquido. Affinché un liquido diventi solido, deve essere congelato, in modo che le sue particelle abbiano pochissima energia e aderiscano strettamente.