Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Стани матерії
- Фазові зміни між матеріальними станами
- Раптові зміни температури та фазові стани
- Температурний вплив на фазу
Матерія може існувати в твердому, рідкому або газоподібному стані, а стан, в якому знаходиться речовина, може бути значною мірою визначено її температурою. Коли буде перекреслений певний температурний поріг, унікальний для кожної речовини у Всесвіті, відбудеться фазова зміна, що змінить стан речовини. В умовах постійного тиску температура є основним фактором фази речовин. Перепад температур і фаз різних видів речовини дозволяє працювати тепловим двигунам і холодильникам.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Температура має прямий вплив на те, чи існує речовина як тверда, рідка або газова. Як правило, підвищення температури перетворює тверді речовини в рідини, а рідини в гази; зменшуючи це перетворює гази в рідини, а рідини в тверді речовини.
Стани матерії
При низьких температурах рух молекули зменшується, а речовини мають меншу внутрішню енергію. Атоми розселяться в низько енергетичні стани відносно один одного і рухатимуться дуже мало, що характерно для твердої речовини. З підвищенням температури додаткова теплова енергія подається на складові частини твердого тіла, що викликає додатковий рух молекули. Молекули починають тиснути один на одного, і загальний об'єм речовини збільшується. У цей момент справа перейшла у ліквідний стан. Газоподібний стан існує, коли молекули поглинали стільки теплової енергії через підвищену температуру, що вони можуть вільно рухатися навколо однієї з великими швидкостями.
Фазові зміни між матеріальними станами
Точка, в якій речовина, піддана певній температурі в умовах постійного тиску, починає змінювати свою фазу, називається порогом зміни фаз. При цій температурі кожен шматочок речовини, що піддається впливу тепла, змінить свій стан. Перехід від твердої речовини до рідини відбувається в точці плавлення, а перехід від рідини до газу відбувається в точці кипіння. І навпаки, момент переходу від газу в рідину є точкою конденсації, а перехід від рідини до твердого відбувається в точці замерзання.
Раптові зміни температури та фазові стани
Речовина може зазнати зміни фази з твердого на газовий або з газового на тверде, якщо температура, якій вона піддається, змінюється дуже швидко. Якщо температура навколо твердого речовини підвищується дуже швидко, вона може субліматируватися або змінюватися фазою з твердого речовини на газ, не існуючи як рідина. У зворотному напрямку газ, який раптово переохолоджується, може зазнати повного осадження.
Температурний вплив на фазу
Якщо тиск постійний, стан речовини повністю залежатиме від температури, якій вона піддається. З цієї причини лід тане, якщо його вийняти з морозилки, і вода кипить з горщика, якщо залишити його занадто довго на занадто високій температурі. Температура - це лише вимірювання кількості теплової енергії, присутньої в навколишньому середовищі. Коли речовина поміщається в навколишнє середовище з різною температурою, теплообмін обмінюється між речовиною та навколишнім середовищем, внаслідок чого обидва досягають рівноважної температури. Отже, коли кубик льоду піддається впливу тепла, його молекули води поглинають теплову енергію з навколишньої атмосфери і починають енергійніше рухатися, внаслідок чого водний лід тане в рідку воду.