Molti materiali possono passare da uno stato fisico all’altro, ciò avviene di solito quando viene modificata la temperatura.
A temperatura ambiente ogni sostanza si trova in uno stato fisico ben definito: solido, liquido o aeriforme. Per esempio alla temperatura di 20 °C l’acqua è liquida, il ferro è solido e l’ossigeno è aeriforme. Se noi riscaldiamo o raffreddiamo questi corpi lo stato in cui si trovano può cambiare. Infatti riscaldandoli l’acqua diventa vapore, il ferro fonde e diventa liquido, se invece li raffreddiamo l’acqua diventa ghiaccio e quindi solida , invece, l’ossigeno da aeriforme diventa liquido.
Queste trasformazioni che subiscono tali sostanze si chiamano passaggi di stato. Essi sono fenomeni fisici che non modificano la composizione del materiale.
Quindi i passaggi di stato sono le trasformazioni dello stato fisico di una sostanza da solido a liquido ad aeriforme e viceversa.
Per vedere i vari passaggi di stato l’esempio più semplice è quello dell’acqua che può trasformarsi in tutti e tre stati.
Prendiamo per esempio del ghiaccio, quindi acqua allo stato solido, e lo riscaldiamo otterremo un cambiamento di stato cioè il passaggio dallo stato solido a liquido che viene chiamato fusione.
Durante la fusione finchè tutto il ghiaccio non si trasforma in liquido la temperatura rimane costante e si chiama temperatura di fusione del ghiaccio. Il fenomeno per cui la temperatura rimane costante si chiama sosta termica.
Se al contrario raffreddiamo l’acqua mettendola in un congelatore otterremo il cambiamento di stato da liquido a solido che si chiama solidificazione.
Se continuiamo a riscaldare, quando tutto il ghiaccio è diventato liquido, la temperatura continua a salire. Quando arriva a circa 100°C la parte di acqua che sta in superficie comincia a passare allo stato di vapore, quindi il passaggio dallo stato liquido ad aeriforme viene chiamato evaporazione.
Quando la temperatura raggiunge 100°C anche se continua a scaldare rimane costante finchè tutta l’acqua non si è trasformata in vapore e si chiama temperatura di ebollizione. Tale sosta termica serve per rompere tutti i legame tra le particelle del liquido ,per farle allontanare e trasformarle allo stato aeriforme. Il passaggio da liquido a vapore avviene in modo tumultuoso e si chiama ebollizione.
L’ebollizione avviene quando la spinta del vapore supera quella dell’aria ; le bolle escono dal liquido vincendo il peso dell’aria che preme sulla superficie del liquido, tale peso è la pressione atmosferica. Quindi possiamo dire che i fattori che determinano l’ebollizione sono la temperatura e la pressione atmosferica.
Quando la pressione è maggiore della normale pressione dell’ambiente, l’acqua bolle a temperature maggiori di 100°C; quando la pressione è inferiore, l’acqua può bollire anche a temperatura ambienete.
Il passaggio inverso da aeriforme a liquido si ottiene raffreddando il vapore e si chiama condensazione.
Quando una sostanza passa direttamente dallo stato solido ad aeriforme , tale passaggio di stato si chiama sublimazione.
Il passaggio dallo stato aeriforme direttamente allo stato solido si chiama brinamento.
Tutto ciò che avviene per l’acqua vale anche per le altre sostanze, quello che cambia sono le temperature a cui avvengono i passaggi di stato. Per esempio il ferro fonde a 1535°C e bolle a 288°C, invece l’ossigeno condensa a -183°C e solidifica a -219°C.
Evaporazione
Quando lasciamo del liquido all’aria, dopo un po’ di tempo questo scompare e si dice che è evaporato.
L’evaporazione è il passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme a una temperatura più bassa dell’ebollizione. Essa al contrario dell’ebollizione non avviene a una temperatura precisa e non presenta la sosta termica. Con l’evaporazione non si formano le bolle. Maggiore è l’area e più veloce è l’evaporazione.
