Hvad får partiklerne af et stof til at være i en bestemt fase snarere end en anden?

Her er en sammenbrud:

* kinetisk energi: Dette er bevægelsesenergien. Jo højere temperatur er, jo mere kinetisk energi har partiklerne, og jo hurtigere bevæger de sig.

* attraktive kræfter: Dette er kræfter, der holder partiklerne sammen. De kan skyldes forskellige interaktioner, som hydrogenbinding, dipol-dipolstyrker eller London-spredningskræfter.

Lad os se mere detaljeret på hver fase:

solid:

* stærke attraktive kræfter: Partiklerne er tæt pakket og holdes sammen af ​​stærke attraktive kræfter.

* lav kinetisk energi: Partiklerne vibrerer i faste positioner, men de har ikke nok energi til at overvinde de attraktive kræfter og bevæge sig frit.

* Fast form og volumen: Faststoffer har en bestemt form og volumen, fordi partiklerne er låst i en stiv struktur.

væske:

* moderate attraktive kræfter: Partiklerne er tættere sammen end i en gas, men de kan stadig bevæge sig rundt i hinanden.

* Moderat kinetisk energi: Partiklerne har nok energi til at overvinde nogle af de attraktive kræfter, så de kan bevæge sig forbi hinanden.

* fast volumen, men ikke form: Væsker har formen på deres beholder, men opretholder et fast volumen.

gas:

* svage attraktive kræfter: Partiklerne er langt fra hinanden og har meget svage attraktive kræfter mellem dem.

* høj kinetisk energi: Partiklerne bevæger sig meget hurtigt og tilfældigt og kolliderer med hinanden og væggene i deres beholder.

* Ingen fast form eller volumen: Gasser tager form og volumen på deres beholder, fordi partiklerne konstant bevæger sig og spreder sig.

Faseændringer:

Ændringer i temperatur og tryk påvirker balancen mellem kinetisk energi og attraktive kræfter, hvilket fører til faseændringer:

* Opvarmning: Øger kinetisk energi, hvilket gør det lettere for partikler at overvinde attraktive kræfter og overgang til en mindre ordnet tilstand (fast til væske, væske til gas).

* afkøling: Reducerer kinetisk energi, hvilket gør det mere sandsynligt for attraktive kræfter at dominere og partikler til overgang til en mere ordnet tilstand (gas til væske, væske til fast).

* stigende pres: Kræfter partikler tættere sammen, hvilket øger påvirkningen af ​​attraktive kræfter og favoriserer en mere kondenseret tilstand (gas til væske, væske til fast).

* faldende pres: Tillader partikler at bevæge sig længere fra hinanden, svække de attraktive kræfter og favoriserer en mere udvidet tilstand (fast til væske, væske til gas).

Sammenfattende bestemmes fasen af ​​et stof af den delikate balance mellem kræfterne, der holder dens partikler sammen og den energi, de besidder. Ændringer i temperatur og tryk kan skifte denne balance, hvilket fører til overgange mellem faste, flydende og gasformige tilstande.