Tutte le sostanze subiscono transizioni di fase con temperature crescenti. Mentre si scaldano, la maggior parte dei materiali inizia come solidi e si scioglie nei liquidi. Con più calore, si trasformano in gas. Questo accade perché l'energia delle vibrazioni del calore nelle molecole sopraffà le forze che le tengono insieme. In un solido, le forze tra le molecole li mantengono in strutture rigide. Queste forze si indeboliscono notevolmente nei liquidi e nei gas, consentendo a una sostanza di fluire ed evaporare.

Transizione di fase

Gli scienziati chiamano solidi, liquidi e gas le fasi di una sostanza. Quando si scioglie, si ghiaccia, si condensa o si condensa, subisce una transizione di fase. Sebbene molte sostanze abbiano comportamenti di transizione di fase simili, ciascuna ha un insieme unico di temperature e pressioni che determinano a che punto si scioglie o bolle. Ad esempio, il gas dell'anidride carbonica si congela direttamente nel ghiaccio secco a meno 109 gradi Fahrenheit a pressioni normali. Ha una fase liquida solo ad alte pressioni.

Calore e temperatura

Mentre riscaldi un solido, la sua temperatura sale costantemente. Ogni grado di aumento della temperatura richiede all'incirca la stessa quantità di energia termica. Una volta raggiunto il punto di fusione, tuttavia, la temperatura rimane stabile fino a quando tutta la sostanza non si scioglie. Le molecole prendono energia extra, chiamata calore della fusione, per liquefare. Tutta l'energia a questo punto passa a rendere la sostanza un liquido. La stessa cosa accade per i liquidi bollenti. Richiedono energia, chiamata calore di vaporizzazione, per passare al gas. Una volta che tutta la sostanza fa la transizione, più energia aumenta di nuovo la temperatura.

Fusione

Le forze tra le molecole, tra cui la forza di dispersione di Londra e il legame all'idrogeno, formano cristalli e altre forme solide quando il le temperature sono abbastanza basse La forza delle forze determina la temperatura di fusione. Le sostanze con forze molto deboli fondono a basse temperature; Forti forze richiedono alte temperature. Se si applica abbastanza energia termica, alla fine tutte le sostanze si sciolgono o si bollono.

Bollitura

Gli stessi meccanismi che governano la fusione si applicano all'ebollizione. Le molecole in un liquido hanno forze deboli che le tengono insieme. Il calore li fa vibrare forte e volare via dal resto. In un liquido bollente, alcune molecole avranno energie relativamente basse, la maggior parte ha una gamma media di energie e poche hanno energie abbastanza alte da sfuggire completamente al liquido. Con più calore, più molecole scappano. Nella fase gas, nessuna molecola è legata l'una all'altra.