Hvordan påvirker temperaturen tilstanden?

Temperatur er en måling af molekylernes gennemsnitlige kinetiske energi i et stof og kan måles ved hjælp af tre forskellige skalaer: Celsius, Fahrenheit og Kelvin. Uanset hvilken skala der anvendes, udviser temperaturen sin virkning på materie på grund af dets forhold til kinetisk energi. Kinetisk energi er bevægelsesenergi og kan måles som bevægelsen af ​​molekyler inden for en genstand. Undersøgelse af virkningen af ​​forskellige temperaturer på kinetisk energi identificerer dens virkninger på de forskellige tilstander af materiale.

Frysnings- eller smeltepunktet

Et fast stof består af molekyler, der er tæt pakket sammen og derved giver genstanden er en stiv struktur, der er modstandsdygtig over for forandring. Når temperaturen stiger, begynder molekylernes kinetiske energi i det faste stof at vibrere, hvilket reducerer tiltrækningen af ​​disse molekyler. Der er en temperatur tærskel, der refereres til som smeltepunktet, hvor vibrationen bliver tilstrækkelig nok til at få det faste stof til at skifte til væske. Smeltepunktet identificerer igen og igen den temperatur, hvormed væsken vil skifte tilbage til det faste stof, så det er også frysepunktet.

Kogepunktet eller kondensationspunktet

I en væske , molekyler er ikke så tæt komprimeret som i et fast stof, og de kan bevæge sig rundt. Dette giver væske den vigtige egenskab ved at kunne tage form af beholderen, hvori den holdes. Når temperaturen - og dermed den kinetiske energi - af en væske stiger, begynder molekylerne at vibrere hurtigere. De når så en tærskel, hvor deres energi bliver så stor, at molekylerne kommer ud i atmosfæren, og væsken bliver en gas. Denne temperatur tærskel kaldes kogepunktet, hvis ændringen er fra væske til gas, da temperaturen stiger. Hvis forandringen er fra gas til væske, når temperaturen falder under den, er det kondensationspunktet.

Kinetisk energi af gasser

Gasser har den højeste kinetiske energi i enhver tilstand af materiale og dermed forekomme ved de højeste temperaturer. Forøgelse af temperaturen af ​​en gas i et åbent system vil ikke ændre tilstandens tilstand yderligere, fordi gasmolekylerne kun vil blive uendeligt længere fra hinanden. I et lukket system vil det dog medføre en stigning i trykket på grund af at molekylerne bevæger sig hurtigere og den øgede frekvens af molekylerne rammer beholderens sider.

Effekt af tryk og temperatur

Tryk er også en faktor, når man undersøger virkningerne af temperatur på de forskellige tilstander af materiale. Ifølge Boyle's lov er temperatur og tryk direkte relaterede, hvilket betyder, at en stigning i temperatur resulterer i en tilsvarende stigning i tryk. Dette skyldes igen den stigning i kinetisk energi, der er forbundet med stigende temperatur. Ved tilstrækkeligt lave tryk og temperaturer kan fast stof omgå væskefasen og omdannes direkte fra et faststof til en gas gennem en proces kaldet sublimering.