Hőmérséklet-változás és fizikai átalakulás hőátadással - Maxicours
• Egy gáz olyan molekulákból (vagy egy ritka gáz atomjaiból) áll, amelyek egymástól mentesek, és nincs kémiai kötés közöttük. Folyamatosan ütköznek egymással, és lepattannak az előttük álló akadályokról. A hőmérséklet összefügg azokkal termikus keverés. Minél magasabb a hőmérséklet, annál erősebb az átlagsebességük. Így a molekulák ütköznek és gyakrabban ütköznek a tartály falai felé.
• Folyékony egymásra csúszó molekulák alkotják. Ezek a molekulák hidrogénkötések (pl. Víz) vagy van der Waals kötések révén lépnek kölcsönhatásba egymással. Ezek a kötések folyamatosan készülnek és nem jönnek létre, de biztosítják a folyadék kompakt összetartását. A magas hőmérséklet a molekulákat mozgékonyabbá teszi, mint az alacsony hőmérsékletet, és rezeg. A kapcsolatok ekkor mulandóbbak.
• Szolíd a kristályt atomok vagy molekulák alkotják (szilárd molekulák esetén), amelyeket stabil kémiai kötések kötnek össze. Nagyon alacsony hőmérsékleten az atomok/molekulák mozdulatlanok. Amint a hőmérséklet emelkedik, rezegnek. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobbak a rezgések, de az atomok/molekulák közel maradnak egyensúlyi helyzetükhöz.
Átfogó, a hőmérséklet emelkedése növeli a termikus keverést test alkotói (atomok, molekulák). Beszélgetünk mikroszkopikus energia.
Az anyag állapotváltozáson eshet át, amelyet az alábbi ábra idéz:
Mikroszkópos szinten a szilárd állapotból a folyékony állapotba történő változás a molekulák közötti kötések megszakadásával jár, amelyek aztán szabadon mozoghat a folyadékban. Nem hagyják el, mert a hidrogénkötések vagy a van der Waals megakadályozza őket ebben.
A folyékony állapotból a gáz halmazállapotba való áttérés megfelel ezeknek az alacsony energiájú kötéseknek a szakadásának. A molekuláknak ekkor már nincs kapcsolatuk és hagyja a folyadékot a vizes fázis kialakulásához.
Szublimáció olyan állapotváltozás, amikor a szilárd anyag kohézióját biztosító kémiai kötések megszakadnak, és akkor nincs más kötés az atomok/molekulák között, amelyek közvetlenül a gázfázisba kerülnek. Szublimáció környezeti nyomáson ritka, kivéve a szárazjeget. A víz esetében a szublimáció csak nagyon alacsony nyomáson lehetséges (üstökös).