ΘΕΜΑ
Παράγοντες που επηρεάζουν τη φυσική κατάσταση

Παράγοντες που Επηρεάζουν τη Φυσική Κατάσταση

Body
Η μετάβαση μιας ουσίας από μια φυσική κατάσταση σε μία άλλη μπορεί να πραγματοποιηθεί με μεταβολή της θερμοκρασίας και της πίεσης. Για τις καθαρές ουσίες τα σημεία ζέσεως και τήξεως είναι σταθερά και χαρακτηριστικά για κάθε ουσία. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται ώστε η ουσία να μην αλλοιώνεται κατά τη μεταβολή.

Η φυσική κατάσταση μιας ουσίας εξαρτάται και από την πίεση και τη θερμοκρασία. Έτσι, μεταβάλλοντας την πίεση ή/και τη θερμοκρασία μπορούμε να αλλάξουμε τη φυσική κατάσταση μιας ουσίας από στερεή, σε υγρή και αέρια και αντιστρόφως χωρίς να αλλοιωθεί.

Θερμοκρασία και Καταστάσεις της Ύλης
Θερμοκρασία και Καταστάσεις της Ύλης

Όταν θερμαίνουμε μια στερεή ουσία της δίνουμε ενέργεια, η οποία μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια των σωματιδίων της. Συνεπώς, τα σωματίδια του στερεού κινούνται  όλο και πιο γρήγορα και αυτό γίνεται σταδιακά υγρό. Το ίδιο συμβαίνει και κατά τη μετάβαση ενός υγρού από την υγρή στην αέρια κατάσταση, καθώς η ταχύτητα σωματιδίων στην αέρια κατάσταση είναι μεγαλύτερη από αυτή στην υγρή κατάσταση. Αντίστοιχα, με την ψύξη μίας ουσίας,  η ενέργεια των σωματιδίων μειώνεται και συνεπώς μικραίνει και η ταχύτητα τους.

  • Το σημείο βρασμού (ζέσεως) είναι η θερμοκρασία στην οποίαν μια ουσία βράζει (ζέει) σε μια συγκεκριμένη πίεση, δηλαδή μεταβαίνει από την υγρή στην αέρια κατάσταση..
  • Το σημείο τήξεως είναι η θερμοκρασία στην οποίαν μια ουσία τήκεται σε μια συγκεκριμένη πίεση, δηλαδή μεταβαίνει από την στερεή στην υγρή κατάσταση.

Για τις καθαρές ουσίες τα σημεία ζέσεως και τήξεως είναι σταθερά και χαρακτηριστικά για κάθε ουσία. Το σημείο τήξεως για το καθαρό νερό σε πίεση μιας ατμόσφαιρας είναι οι 0 οC και το σημείο βρασμού 100 οC.

Το σημείο βρασμού μίας ουσίας μπορεί να είναι πολλούς βαθμούς υπό το μηδέν ή το σημείο τήξης της να είναι μεγαλύτερο των 1000 οC. 

Κάθε ουσία σε μια συγκεκριμένη πίεση είναι ...
- αέρια σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες του σημείου ζέσεως της,
- υγρή σε θερμοκρασίες μεταξύ του σημείου τήξης και του σημείου ζέσεως της και
- στερεή σε θερμοκρασίες μικρότερες του σημείου τήξης της.

Οι αλλαγές στην πίεση μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη φυσική κατάσταση μίας ουσίας. Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλή, η αύξηση της πίεσης μπορεί να μετατρέψει ένα αέριο κατευθείαν σε στερεό, ενώ για πιο μεγάλες θερμοκρασίες η αύξηση της πίεσης το μετατρέπει σε υγρό. Αυτό συμβαίνει γιατί η μεγάλη πίεση αναγκάζει τα σωματίδια της ουσίας να συμπιεστούν, με αποτέλεσμα να μην μπορούν να κινηθούν. Αντίστοιχα μείωση της πίεσης μπορεί να οδηγήσει σε εξάχνωση ενός στερεού ή στην εξάτμιση ενός υγρού.  Γενικώς, όσο μειώνεται η πίεση τα σωματίδια έχουν μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων. 

Στη συνέχεια δίνεται ένα ενδεικτικό σχήμα της μεταβολής της διάταξης των σωματιδίων μιας ουσίας και συνεπώς της φυσικής της κατάταξης με τη μεταβολή της θερμοκρασίας και της πίεσης.

Πίεση-Θερμοκρασία και Καταστάσεις της Ύλης
Πίεση-Θερμοκρασία και Καταστάσεις της Ύλης

Υπάρχουν βέβαια ευαίσθητες ουσίες, όπως η ζάχαρη, που αν τις θερμάνουμε για να τις λιώσουμε αλλοιώνονται κάτι που όμως δε συμβαίνει με το κερί παραφίνης. Αυτό συμβαίνει γιατί τα σάκχαρα με τη θέρμανση παράγουν κάποιες άλλες ουσίες στις οποίες οφείλεται το χρώμα και το άρωμα της καραμέλας. Άρα όταν θερμαίνουμε τη ζάχαρη έχουμε μια χημική αντίδραση και όχι αλλαγή κατάστασης.