I cambiamenti di stato

Ciascuna sostanza può essere solida, liquida o gassosa a seconda della temperatura e della pressione a cui si trova

Quasi tutti i corpi all'aumentare della temperatura passano dallo stato solido a quello liquido, poi a quello gassoso

Ogni passaggio di stato è accompagnato da assorbimento o liberazione di energia

Il passaggio a uno stato in cui le molecole hanno maggior movimento richiede energia perché occorre vincere le forze attrattive che tengono vicine le molecole

La fusione è il passaggio dallo stato solido a quello liquido

La solidificazione è il passaggio dallo stato liquido a quello solido

A una data pressione, per ogni sostanza la fusione e la solidificazione avvengono ad una temperatura ben determinata, che si chiama temperatura di fusione o di solidificazione di quella sostanza

durante tutto l'intervallo di tempo, in cui avviene la fusione o la solidificazione di una sostanza, la sua temperatura si mantiene costante

Quando un corpo caldo è posto a contatto con uno più freddo, la temperatura di entrambi varia fino a raggiungere un valore intermedio tra le due temperature. Questo non è vero mentre è in corso un cambiamento di stato.

Quando una sostanza fonde si mantiene a temperatura costante, perché l'energia in arrivo non viene utilizzata per aumentare la temperatura del corpo, ma per dividere le particelle di materia

Si chiama calore latente di fusione la quantità di energia necessaria per fondere completamente una sostanza, quando essa si trova alla temperatura di fusione.

Si dice latente (nascosto) perché pare che non ci sia scambio di energia; mentre in effetti questo c'è, perché l'energia ceduta dal corpo caldo serve a dividere le particelle del corpo più freddo.

Questa grandezza si misura nel S.I. in joule/kg

E' ovvio che il calore latente di solidificazione è uguale al calore latente di fusione

La vaporizzazione è la trasformazione di una sostanza dallo stato liquido a quello di vapore.

La condensazione è il passaggio dallo stato di vapore allo stato di liquido.

A una data pressione, per ogni sostanza la vaporizzazione e la condensazione avvengono ad una temperatura ben determinata, che si chiama temperatura di ebollizione di quella sostanza

L'evaporazione avviene anche a temperatura ambiente (panni stesi al sole) ed interessa solo la parte superficiale del liquido

L'ebollizione avviene quando la formazione di vapore avviene in tutta la massa del liquido.

Come per il passaggio da solido a liquido si è definito il calore latente di fusione, per la transizione dalla fase liquida a quella di vapore si definisce il calore latente di vaporizzazione:

quantità di energia necessaria per far passare una sostanza dallo stato liquido a quello di vapore, a temperatura costante

La sublimazione è il passaggio diretto dallo stato solido a quello aeriforme

La condensazione è il passaggio diretto dallo stato aeriforme allo stato solido

In condizioni opportune di pressione e temperatura tutti i cristalli (solidi) possono sublimare. Tuttavia la sublimazione in condizioni normali è una cosa molto rara

In condizioni normali sublimano la naftalina, la canfora e lo iodio

Le sostanze possono essere divise in 3 gruppi:

volume della sostanza solida volume della sostanza liquida (Vs = Vl)

volume della sostanza solida < volume della sostanza liquida (Vs < Vl)

volume della sostanza solida > volume della sostanza liquida (Vs > Vl); caso dell'acqua

siccome d = m/V

densità della sostanza solida densità della sostanza liquida (ds = dl)

densità della sostanza solida > densità della sostanza liquida (ds > dl)

densità della sostanza solida < densità della sostanza liquida (ds < dl)

Supponiamo di aumentare la pressione atmosferica:

temperatura di fusione a pressione normale temperatura di fusione a pressione maggiore

temperatura di fusione a pressione normale < temperatura di fusione a pressione maggiore

perché la pressione si contrappone al passaggio di stato

temperatura di fusione a pressione normale > temperatura di fusione a pressione maggiore

perché la pressione favorisce il passaggio di stato

UN ESEMPIO PRATICO: IL FENOMENO DEL RIGELO

Un cubo di ghiaccio vicino alla temperatura

di fusione è trapassato da un filo di metallo

cui sono appesi due pesetti. Il cubo non si

rompe.

Questo succede perché il filo con i pesetti

aumenta la pressione esercitata sul ghiaccio

le parti di ghiaccio vicine al filo fondono

prima (3° caso). Una volta passato il filo il

ghiaccio ricongela perché la pressione è tornata a valori normali

P atmos

vapori Il liquido evapora strato per strato e pian piano

evapora tutto

liquido

barometro

Il liquido evapora strato per strato, ma ad un certo   => vapore

punto l'evaporazione si blocca, perché la pressione

del vapore ha raggiunto un valore tale che il

liquido non riesce più ad evaporare. Si crea vapor             liquido

saturo, cioè una specie di equilibrio.

Se la pressione del vapor saturo di una sostanza è

più alta rispetto a quella di un'altra, vuol dire che

la prima sostanza tende di più ad evaporare dell'altra. (Es: Acqua ed alcool etilico)

c

Nel liquido è già contenuto del gas; dando calore in più si creano

delle bollicine dove c'è dentro aria e vapore. A poco a poco le

bolle, avendo una pressione inferiore rispetto a quella del liquido

dove sono, salgono verso la superficie e scoppiano quando la

Pressione interna è superiore rispetto a quella della P. Atmosferica

Se diminuisco la P. Atmosferica le bollicine scoppiano ad una

temperatura inferiore (sul Monte Bianco è 87°C).

Se aumento la P. Atmosferica le bollicine scoppiano ad una

temperatura superiore

calore