ผลกระทบของอุณหภูมิต่อสถานะของสสารคืออะไร?

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• สถานะของสสาร
• การเปลี่ยนแปลงเฟสระหว่างสถานะของสสาร
• การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิฉับพลันและสถานะเฟส
• ผลของอุณหภูมิต่อเฟส

สสารมีอยู่ในสถานะของแข็งของเหลวหรือก๊าซและสถานะของสารนั้นสามารถถูกกำหนดโดยอุณหภูมิส่วนใหญ่ เมื่อขีด จำกัด อุณหภูมิที่แน่นอนสำหรับสารแต่ละอย่างในเอกภพถูกข้ามการเปลี่ยนเฟสจะส่งผลให้เปลี่ยนสถานะของสสาร ภายใต้เงื่อนไขของอุณหภูมิความดันคงที่เป็นปัจจัยหลักของเฟสสาร ความแตกต่างของอุณหภูมิและเฟสของสสารชนิดต่าง ๆ ช่วยให้การทำงานของเครื่องยนต์ร้อนและตู้เย็น

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

อุณหภูมิมีผลโดยตรงต่อการมีอยู่ของสารของแข็งของเหลวหรือก๊าซ โดยทั่วไปการเพิ่มอุณหภูมิจะเปลี่ยนของแข็งเป็นของเหลวและของเหลวให้เป็นก๊าซ ลดมันเปลี่ยนก๊าซเป็นของเหลวและของเหลวเป็นของแข็ง

สถานะของสสาร

ที่อุณหภูมิต่ำการเคลื่อนที่ของโมเลกุลลดลงและสารมีพลังงานภายในน้อยลง อะตอมจะตั้งอยู่ในสถานะพลังงานต่ำเมื่อเทียบกับกันและกันและเคลื่อนที่น้อยมากซึ่งเป็นลักษณะของสสารที่เป็นของแข็ง เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นพลังงานความร้อนเพิ่มเติมจะถูกนำไปใช้กับส่วนที่เป็นของแข็งซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเพิ่มเติม โมเลกุลเริ่มที่จะผลักดันซึ่งกันและกันและปริมาณโดยรวมของสารเพิ่มขึ้น ณ จุดนี้เรื่องได้เข้าสู่สถานะของเหลว สถานะของก๊าซมีอยู่เมื่อโมเลกุลดูดซับพลังงานความร้อนจำนวนมากเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นอิสระที่จะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ด้วยความเร็วสูง

การเปลี่ยนแปลงเฟสระหว่างสถานะของสสาร

จุดที่เรื่องภายใต้อุณหภูมิเฉพาะภายใต้เงื่อนไขของแรงดันคงที่เริ่มเปลี่ยนเฟสเรียกว่าเกณฑ์การเปลี่ยนเฟส ณ อุณหภูมินี้สารทุก ๆ บิตที่สัมผัสกับความร้อนจะเปลี่ยนสถานะของมัน การเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวเกิดขึ้นที่จุดหลอมเหลวและการเปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซเกิดขึ้นที่จุดเดือด ในทางกลับกันช่วงเวลาของการเปลี่ยนจากก๊าซเป็นของเหลวคือจุดควบแน่นและการเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็งเกิดขึ้นที่จุดเยือกแข็ง

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิฉับพลันและสถานะเฟส

สารอาจได้รับการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นก๊าซหรือจากก๊าซเป็นของแข็งหากอุณหภูมิที่สัมผัสถูกเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว หากอุณหภูมิรอบ ๆ ของแข็งถูกยกขึ้นอย่างรวดเร็วมันสามารถระเหยหรือเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นก๊าซโดยไม่ต้องมีสถานะเป็นของเหลว ในทิศทางตรงกันข้ามก๊าซที่มีอุณหภูมิต่ำมากสามารถทำการสะสมได้อย่างสมบูรณ์

ผลของอุณหภูมิต่อเฟส

หากความดันคงที่สถานะของสารจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่สัมผัส ด้วยเหตุนี้น้ำแข็งละลายถ้านำออกมาจากช่องแช่แข็งและน้ำเดือดออกจากหม้อถ้าทิ้งไว้ที่อุณหภูมิสูงเกินไปนานเกินไป อุณหภูมิเป็นเพียงการวัดปริมาณพลังงานความร้อนที่มีอยู่ในบริเวณโดยรอบ เมื่อมีการวางสารในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันความร้อนจะถูกแลกเปลี่ยนระหว่างสารกับสภาพแวดล้อมทำให้ทั้งคู่เกิดอุณหภูมิที่สมดุล ดังนั้นเมื่อก้อนน้ำแข็งสัมผัสกับความร้อนโมเลกุลของน้ำจะดูดซับพลังงานความร้อนจากบรรยากาศโดยรอบและเริ่มเคลื่อนไหวอย่างกระฉับกระเฉงมากขึ้นทำให้น้ำแข็งในน้ำละลายเป็นน้ำของเหลว