Ποια είναι η επίδραση της θερμοκρασίας στις καταστάσεις της ύλης;

Η ύλη μπορεί να υπάρχει σε στερεή, υγρή ή αέρια κατάσταση και η κατάσταση στην οποία βρίσκεται μια ουσία μπορεί να καθοριστεί σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία της. Όταν ξεπεραστεί ένα ορισμένο όριο θερμοκρασίας μοναδικό για κάθε ουσία στο σύμπαν, θα προκύψει μια αλλαγή φάσης, αλλάζοντας την κατάσταση της ύλης. Υπό συνθήκες σταθερής πίεσης, η θερμοκρασία είναι ο πρωταρχικός καθοριστικός παράγοντας της φάσης μιας ουσίας. Η διαφορά στις θερμοκρασίες και τις φάσεις των διαφόρων ειδών ύλης επιτρέπει τη λειτουργία θερμικών μηχανών και ψυγείων.

TL;DR (Πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα; Δεν έχω διαβάσει)

Η θερμοκρασία έχει άμεση επίδραση στο εάν μια ουσία υπάρχει ως στερεό, υγρό ή αέριο. Γενικά, η αύξηση της θερμοκρασίας μετατρέπει τα στερεά σε υγρά και τα υγρά σε αέρια. μειώνοντάς το μετατρέπει τα αέρια σε υγρά και τα υγρά σε στερεά.

Καταστάσεις ύλης

Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η μοριακή κίνηση μειώνεται και οι ουσίες έχουν λιγότερη εσωτερική ενέργεια. Τα άτομα θα εγκαθίστανται σε καταστάσεις χαμηλής ενέργειας το ένα σε σχέση με το άλλο και θα κινούνται πολύ λίγο, κάτι που είναι χαρακτηριστικό της στερεάς ύλης. Καθώς οι θερμοκρασίες αυξάνονται, επιπλέον θερμική ενέργεια εφαρμόζεται στα συστατικά μέρη ενός στερεού, η οποία προκαλεί πρόσθετη μοριακή κίνηση. Τα μόρια αρχίζουν να πιέζουν το ένα το άλλο και ο συνολικός όγκος μιας ουσίας αυξάνεται. Σε αυτό το σημείο, η ύλη έχει εισέλθει σε υγρή κατάσταση. Μια αέρια κατάσταση υπάρχει όταν τα μόρια έχουν απορροφήσει τόση θερμική ενέργεια λόγω των αυξημένων θερμοκρασιών που είναι ελεύθερα να κινούνται το ένα γύρω από το άλλο με υψηλές ταχύτητες.

Αλλαγές φάσης μεταξύ των καταστάσεων της ύλης

Το σημείο στο οποίο η ύλη που υποβάλλεται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία υπό συνθήκες σταθερής πίεσης αρχίζει να αλλάζει τη φάση της ονομάζεται κατώφλι αλλαγής φάσης. Σε αυτή τη θερμοκρασία, κάθε κομμάτι της ουσίας που εκτίθεται στη θερμότητα θα αλλάξει την κατάστασή του. Μια μετατόπιση από ένα στερεό σε ένα υγρό συμβαίνει στο σημείο τήξης και η μετάβαση από ένα υγρό σε ένα αέριο λαμβάνει χώρα στο σημείο βρασμού. Αντίθετα, η στιγμή της αλλαγής από αέριο σε υγρό είναι το σημείο συμπύκνωσης και η μετατόπιση από υγρό σε στερεό λαμβάνει χώρα στο σημείο πήξης.

Ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας και καταστάσεις φάσεων

Μια ουσία μπορεί να υποστεί αλλαγή φάσης από στερεό σε αέριο ή από αέριο σε στερεό εάν η θερμοκρασία στην οποία εκτίθεται αλλάξει πολύ γρήγορα. Εάν η θερμοκρασία γύρω από ένα στερεό αυξηθεί πολύ γρήγορα, μπορεί να εξαχνωθεί ή να αλλάξει φάση από στερεό σε αέριο χωρίς να υπάρχει ως υγρό. Στην αντίθετη κατεύθυνση, ένα αέριο που υπερψύχεται ξαφνικά μπορεί να υποστεί πλήρη εναπόθεση.

Επιδράσεις θερμοκρασίας στη φάση

Εάν η πίεση είναι σταθερή, η κατάσταση μιας ουσίας θα εξαρτηθεί εξ ολοκλήρου από τη θερμοκρασία στην οποία εκτίθεται. Για το λόγο αυτό, ο πάγος λιώνει αν τον βγάλετε από την κατάψυξη και το νερό βράζει από μια κατσαρόλα αν αφεθεί σε πολύ υψηλή θερμοκρασία για πολύ. Η θερμοκρασία είναι απλώς μια μέτρηση της ποσότητας θερμικής ενέργειας που υπάρχει στο περιβάλλον. Όταν μια ουσία τοποθετείται σε περιβάλλον διαφορετικής θερμοκρασίας, ανταλλάσσεται θερμότητα μεταξύ της ουσίας και του περιβάλλοντος, με αποτέλεσμα και τα δύο να επιτύχουν μια θερμοκρασία ισορροπίας. Έτσι, όταν ένα παγάκι εκτίθεται στη θερμότητα, τα μόρια του νερού του απορροφούν θερμική ενέργεια από τη γύρω ατμόσφαιρα και αρχίζουν να κινούνται πιο ενεργητικά, προκαλώντας την τήξη του πάγου του νερού σε υγρό νερό.