I passaggi di stato della materia
Cosa sono i passaggi di stato
Il passaggio o cambiamento di stato della materia è la trasformazione di una sostanza da uno stato di aggregazione molecolare a un altro ( liquido, solido o gassoso ).
Esistono diversi passaggi di stato. I principali sono i seguenti:
La fusione
E' il passaggio dallo stato solido allo stato liquido. Ogni sostanza ha una temperatura di fusione in cui fonde e diventa liquida.
La temperatura di fusione non è mai la stessa poiché dipende dalla pressione dell'ambiente / atmosferica.
Nella maggior parte delle sostanze, la temperatura di fusione aumenta all'aumentare della pressione, mentre per alcune sostanze, come l'acqua, può diminuire.
Esempio. L'acqua rappresenta un'eccezione rispetto a molte altre sostanze. Quando la pressione aumenta, la temperatura di fusione del ghiaccio diminuisce leggermente. Nella maggior parte delle sostanze, invece, accade il contrario. Ad esempio, nei metalli la temperatura di fusione tende ad aumentare all'aumentare della pressione.
La solidificazione
E' il passaggio dallo stato liquido allo stato solido. La solidificazione è il passaggio inverso della fusione.
Ogni sostanza ha una particolare temperatura di solidificazione a parità di pressione.
Nota. La temperatura di solidificazione è uguale alla temperatura di fusione. Sono la stessa cosa ma vista da un verso opposto.
La liquefazione
E' il passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido. Si verifica nei gas a una particolare temperatura di liquefazione a una data pressione ambiente.
Ogni gas ha una propria temperatura di liquefazione.
Anche in questo caso la pressione influisce sulla temperatura di liquefazione. Aumentando la pressione, un gas può liquefarsi a temperature più elevate.
Nota. Per facilitare la liquefazione del gas si aumenta la pressione del serbatoio. In questo modo, la temperatura di liquefazione del gas è minore.
La condensazione
E' il passaggio di stato di un vapore dallo stato aeriforme allo stato liquido. Si tratta di un processo simile alla liquefazione ma si verifica nel caso dei vapori.
Esempio. Nelle nubi il vapore acqueo si condensa tornando allo stato liquido ( gocce di pioggia ) quando la temperatura atmosferica si abbassa. Lo stesso fenomeno accade in casa quando la temperatura interna è molto più alta di quella esterna. Sui vetri delle cucine e dei bagni, in particolar modo, il vapore acqueo entra a contatto con la superficie fredda del vetro e si condensa in acqua.
L'ebollizione
E' il passaggio di un liquido allo stato di vapore in tutta la sua massa.
Ogni sostanza ha una propria temperatura di ebollizione a una data pressione.
La temperatura di ebollizione è più alta quando la pressione è maggiore. E' più bassa quando la pressione è minore.
L'evaporazione
E' il passaggio dallo stato liquido allo stato di vapore che si verifica soltanto sulla superficie del liquido.
Si tratta di un processo che può verificarsi a qualsiasi temperatura e pressione, sebbene con velocità diverse.
Esempio. L'acqua marina evapora dalla superficie del mare in qualsiasi ora del giorno anche se il fenomeno è più intenso nelle ore più calde.
La sublimazione
E' il passaggio di stato dallo stato solido allo stato gassoso.
Si tratta di un cambiamento di stato diretto perché la sostanza non passa allo stato liquido.
Nota. Si parla di sublimazione inversa o brinamento per indicare il passaggio diretto inverso dallo stato gassoso a quello solido.
Perché la pressione influenza i cambiamenti di stato?
Il cambiamento di stato della materia è sostanzialmente il passaggio da uno stato di aggregazione delle molecole a un altro.
La pressione tende a comprimere la materia e ad avvicinare le molecole. Per questo motivo favorisce generalmente gli stati più densi, come il liquido rispetto al gas o il solido rispetto al liquido.
Per questa ragione, se aumento la pressione diventa più facile liquefare un gas o solidificare un liquido. Le molecole sono più vicine tra loro.
Viceversa, se la pressione diminuisce, in genere diventa più facile il passaggio verso stati meno densi, come l'evaporazione di un liquido in gas.
