Aggiunta di energia termica
* solido a liquido (fusione): Quando si aggiunge energia termica a un solido, le particelle ottengono energia cinetica e vibrano in modo più vigoroso. Se viene aggiunta abbastanza energia, le particelle si liberano dalla loro struttura rigida e iniziano a muoversi più liberamente, passando a uno stato liquido.
* Liquid to Gas (bollitura/evaporazione): Mentre continui ad aggiungere calore, le particelle in un liquido guadagnano ancora più energia cinetica. Alla fine, hanno superato le forze attraenti che li tengono insieme e scappano nella fase gassosa, dove si muovono indipendentemente con una libertà molto maggiore.
* gas al plasma (ionizzazione): L'aggiunta di ancora più energia può causare lo spogliare gli elettroni dagli atomi, creando un plasma. Il plasma è un gas altamente ionizzato con proprietà uniche ed è spesso chiamato "quarto stato della materia".
Rimozione dell'energia termica
* gas in liquido (condensa): Quando si rimuove il calore da un gas, le particelle perdono energia cinetica. Mentre rallentano, le forze attraenti tra di loro diventano più forti, facendoli unire insieme e si condensano in un liquido.
* liquido a solido (congelamento): Un'ulteriore rimozione del calore da un liquido fa rallentare ancora di più le particelle. Diventano strettamente confezionati e assumono una struttura fissa e ordinata, passando a uno stato solido.
Concetti chiave
* Energia cinetica: L'energia del movimento. Le particelle nei solidi hanno una bassa energia cinetica, i liquidi hanno di più e i gas hanno il massimo.
* Forze intermolecolari: Le forze di attrazione tra molecole. Queste forze sono più deboli nei gas, più forti nei liquidi e più forti nei solidi.
* Cambiamento di fase: La transizione tra diversi stati della materia. Questi cambiamenti sono reversibili e sono accompagnati da cambiamenti di energia e volume.
Esempi
* Missione del ghiaccio: L'aggiunta di calore al ghiaccio (acqua solida) lo fa sciogliere in acqua liquida.
* Bollitura dell'acqua: L'aggiunta di calore all'acqua liquida fa bollire e diventare vapore acqueo (acqua gassosa).
* Condensazione a vapore: La rimozione del calore dal vapore acqueo fa condensare di nuovo in acqua liquida.
* Acqua di congelamento: La rimozione del calore dall'acqua liquida gli fa congelare nel ghiaccio.
Conclusione
L'energia termica svolge un ruolo cruciale nel determinare lo stato della materia. L'aggiunta o la rimozione dell'energia termica altera l'energia cinetica delle particelle e influenza la forza delle forze intermolecolari, guidando le transizioni tra i diversi stati della materia.
