La materia può esistere in uno stato solido, liquido o gassoso e lo stato in cui si trova una sostanza può essere in gran parte determinato dalla sua temperatura. Quando viene superata una determinata soglia di temperatura unica per ogni sostanza nell'universo, ne risulterà un cambiamento di fase, modificando lo stato della materia. In condizioni di pressione costante la temperatura è il fattore determinante principale della fase di una sostanza. Il differenziale di temperatura e le fasi di diversi tipi di materia consentono il funzionamento di motori termici e frigoriferi.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La temperatura ha una diretta effetto sul fatto che una sostanza esista come solido, liquido o gassoso. Generalmente, l'aumento della temperatura trasforma i solidi in liquidi e liquidi in gas; riducendolo trasforma i liquidi in liquidi e liquidi nei solidi.

Stati della materia

A basse temperature, il movimento molecolare diminuisce e le sostanze hanno meno energia interna. Gli atomi si depositano in stati di bassa energia uno rispetto all'altro e si muovono molto poco, caratteristica tipica della materia solida. All'aumentare delle temperature, l'energia termica aggiuntiva viene applicata alle parti costituenti di un solido, il che causa un ulteriore movimento molecolare. Le molecole iniziano a spingersi l'una contro l'altra e il volume complessivo di una sostanza aumenta. A questo punto, la materia è entrata nello stato liquido. Uno stato gassoso esiste quando le molecole hanno assorbito tanta energia termica a causa dell'aumento delle temperature che sono libere di muoversi l'un l'altro alle alte velocità.

Cambiamenti di fase tra gli stati della materia

Il punto a quale materia sottoposta a una particolare temperatura in condizioni di pressione costante inizia a cambiare la sua fase viene chiamata soglia di cambiamento di fase. A questa temperatura, ogni parte della sostanza esposta al calore cambierà il suo stato. Un passaggio da un solido a un liquido avviene nel punto di fusione e il passaggio da un liquido a un gas avviene al punto di ebollizione. Viceversa, il momento del passaggio da un gas a un liquido è il punto di condensazione e lo spostamento da un liquido a un solido avviene nel punto di congelamento.

Modifiche improvvise di temperatura e stati delle fasi

Una sostanza può subire un cambiamento di fase da un solido a un gas o da un gas a un solido se la temperatura a cui è esposta viene cambiata molto rapidamente. Se la temperatura intorno a un solido si alza molto rapidamente, può sublimare o cambiare fase da un solido a un gas senza esistere come liquido. Nella direzione opposta, un gas che viene improvvisamente raffreddato può subire una deposizione completa.

Effetti della temperatura sulla fase

Se la pressione è costante, lo stato di una sostanza dipende interamente dalla temperatura esposto a. Per questo motivo, il ghiaccio si scioglie se estratto da un congelatore e l'acqua esce da una pentola se lasciata a una temperatura troppo alta troppo a lungo. La temperatura è semplicemente una misura della quantità di energia termica presente nell'ambiente. Quando una sostanza viene collocata in ambienti con una temperatura diversa, il calore viene scambiato tra la sostanza e l'ambiente circostante, provocando il raggiungimento di una temperatura di equilibrio. Quindi, quando un cubetto di ghiaccio viene esposto al calore, le sue molecole d'acqua assorbono l'energia termica dall'atmosfera circostante e iniziano a muoversi più energeticamente, causando la fusione del ghiaccio in acqua liquida.