Περιεχόμενο
Η ύλη έχει μια στερεή μορφή, μια υγρή μορφή και μια αέρια μορφή - τις λεγόμενες φυσικές καταστάσεις της ύλης. Σε κάθε μια από αυτές τις καταστάσεις, τα σωματίδια της ουσίας συμπεριφέρονται με πολύ διαφορετικό τρόπο και μια ουσία μπορεί να περάσει από τη μια κατάσταση στην άλλη μέσω της αλλαγής φάσης η οποία συνήθως προκύπτει από μεταβολές της θερμοκρασίας.
Στερεά κατάσταση
Όταν μια ύλη βρίσκεται στη στερεά κατάσταση, τα μόρια της δεσμεύονται στενά - το σχήμα και ο όγκος ενός στερεού συνήθως σταθεροποιούνται. Οι δυνάμεις που προσελκύουν τα σωματίδια μεταξύ τους είναι ιδιαίτερα ισχυρές σε στερεά, κρατώντας τους κοντά και σε συγκεκριμένες θέσεις, πράγμα που τους εμποδίζει να σπάσουν ή να συμπιεστούν. Η πυκνότητα ενός στερεού αυξάνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας, δηλαδή, όσο πιο ψυχρή είναι αυτή, τόσο ασθενέστερες είναι οι δονήσεις των σωματιδίων, προκαλώντας τους να δεσμεύονται ακόμη πιο σταθερά. Τα στερεά μπορούν να ταξινομηθούν ως άμορφα ή κρυσταλλικά - όταν τα σωματίδια σχηματίζουν γεωμετρικά μοτίβα. Οι κρύσταλλοι σε άμορφα στερεά όπως ο πηλός μπορούν να τοποθετηθούν πιο ελεύθερα και τυχαία, επιτρέποντας στο υλικό να αλλάξει σχήμα.
Υγρή κατάσταση
Στην υγρή κατάσταση, τα σωματίδια μιας ουσίας κινούνται πιο ελεύθερα αφού αποκτήσουν θερμική ενέργεια. Το σχήμα ενός υγρού καθορίζεται από το σχήμα του δοχείου του. Αν και τα σωματίδια του δεν είναι τόσο στενά συνδεδεμένα με ένα στερεό, υπάρχουν ακόμα, σε υγρές ουσίες, ελκτικές δυνάμεις που δεσμεύουν τα μόρια τους πιο ελεύθερα. Επιπλέον, οι υγρές ουσίες δεν είναι συμπιεστές. Τα σωματίδια ενός υγρού έχουν περισσότερη ενέργεια από αυτά ενός στερεού και μπορούν να κινούνται μέσα σε μια ορισμένη απόσταση από τα άλλα και καθώς τα σωματίδια είναι πιο απομακρυσμένα σε ένα υγρό, ο όγκος μιας υγρής ουσίας είναι μεγαλύτερος από τον όγκο όγκου στη στερεά κατάσταση.
Αέρια κατάσταση
Το σχήμα και ο όγκος ενός αερίου καθορίζονται από το σχήμα και τον όγκο του περιέκτη στον οποίο περιέχεται και, σε αντίθεση με το υγρό, ένα αέριο θα διαφύγει από το δοχείο του απουσία ενός καλύμματος. Τα σωματίδια σε ένα αέριο έχουν μεγάλη ελευθερία κινήσεων και δεν οργανώνονται με διαταγμένο τρόπο επειδή οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ τους είναι αδύναμες ή απουσιάζουν. Τα σωματίδια ενός αερίου έχουν μια μεγάλη ποσότητα κινητικής ενέργειας, η οποία περνά συνεχώς μεταξύ τους καθώς κινούνται και χτυπάνε ο ένας τον άλλον.
Αλλαγή φάσης
Οι αλλαγές φάσης οφείλονται σε αλλαγές θερμοκρασίας και ατμοσφαιρικής πίεσης. Ένα στερεό γίνεται υγρό καθώς θερμαίνεται στο σημείο τήξης, όταν η θερμότητα δίνει στα σωματίδια αρκετή ενέργεια για να χαλαρώσει τη δομή τους και να γίνει υγρή.Στο σημείο βρασμού, η θερμότητα δίνει μια επαρκή ποσότητα υγρού για τα σωματίδια στην επιφάνεια της να διαφύγουν από τη δομή και να εξατμιστούν σε αέριο. Οι χαμηλές ατμοσφαιρικές πιέσεις επιτρέπουν επίσης σε ένα υγρό να βράσει σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Για να γίνει υγρό ένα αέριο, πρέπει να ψυχθεί αρκετά ώστε τα σωματίδια του να χάσουν ενέργεια και να συμπυκνώσουν, σχηματίζοντας δεσμούς αρκετά ισχυρούς για να τους παγιδεύσουν σε υγρή κατάσταση. Για να γίνει ένα υγρό στερεό, πρέπει να είναι κατεψυγμένο, έτσι ώστε τα σωματίδια του να έχουν πολύ λίγη ενέργεια και στενό δεσμό.