Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- State of Matter
- Faseændringer mellem stater
- Pludselige temperaturændringer og fasestater
- Temperatureffekter på fase
Materiale kan eksistere i en fast, flydende eller gasformig tilstand, og den tilstand, et stof er i, kan i vid udstrækning bestemmes af dens temperatur. Når en bestemt temperaturtærskel, der er unik for hvert stof i universet, krydses, vil der medføre en faseændring, der ændrer stofets tilstand. Under betingelser med konstant trykstemperatur er den primære determinant for en stoffefase. Forskellen i temperaturer og faser af forskellige slags stoffer muliggør drift af varmemotorer og køleskabe.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Temperatur har direkte indflydelse på, om et stof findes som et fast stof, væske eller gas. Generelt gør forøgelse af temperaturen faste stoffer til væsker og væsker til gasser; ved at reducere det omdannes gasser til væsker og væsker til faste stoffer.
State of Matter
Ved lave temperaturer falder molekylær bevægelse, og stoffer har mindre indre energi. Atomer vil slå sig ned i tilstander med lav energi i forhold til hinanden og bevæge sig meget lidt, hvilket er karakteristisk for fast stof. Når temperaturerne stiger, påføres yderligere varmeenergi på de faste bestanddele i et fast stof, hvilket medfører yderligere molekylær bevægelse. Molekyler begynder at skubbe mod hinanden, og det samlede volumen af et stof øges. På dette tidspunkt er sagen gået i likviditet. En gasformig tilstand findes, når molekyler har absorberet så meget varmeenergi på grund af øgede temperaturer, at de frit kan bevæge sig rundt i hinanden i høje hastigheder.
Faseændringer mellem stater
Det punkt, på hvilket materiale der udsættes for en bestemt temperatur under betingelser med konstant tryk begynder at ændre dets fase, kaldes faseændringsgrænsen. Ved denne temperatur vil hver bit af stoffet, der udsættes for varmen, ændre dets tilstand. Et skift fra et fast stof til en væske forekommer ved smeltepunktet, og overgangen fra en væske til en gas finder sted ved kogepunktet. Omvendt er skiftet fra en gas til en væske kondensationspunktet, og skiftet fra en væske til et faststof finder sted ved frysepunktet.
Pludselige temperaturændringer og fasestater
Et stof kan gennemgå faseændring fra et fast stof til en gas eller fra en gas til et fast stof, hvis temperaturen, det udsættes for, ændres meget hurtigt. Hvis temperaturen omkring et fast stof hæves meget hurtigt, kan det sublimere eller faseændring fra et fast stof til en gas uden at eksistere som en væske. I den modsatte retning kan en gas, der pludselig superkøles, gennemgå en fuldstændig afsætning.
Temperatureffekter på fase
Hvis trykket er konstant, vil et stofs tilstand helt afhænge af den temperatur, det udsættes for. Af denne grund smelter is, hvis det tages ud af en fryser, og vand koges ud af en gryde, hvis det forlades ved for høj temperatur i for lang tid. Temperatur er kun en måling af mængden af varmeenergi, der er til stede i omgivelserne. Når et stof placeres i omgivelser med en anden temperatur, udveksles varme mellem stoffet og omgivelserne, hvilket får begge til at opnå en ligevægtstemperatur. Så når en isterning udsættes for varme, absorberer dens vandmolekyler varmeenergi fra den omgivende atmosfære og begynder at bevæge sig mere energisk, hvilket får vandisen til at smelte til flydende vand.