Modello particellare e passaggi di stato

Il modello particellare e i passaggi di stato

Nello stato solido le particelle sono sottoposte a forze di attrazione reciproca (coesione) molto forti e quindi sono strettamente unite, limitando il loro movimento all'oscillazione intorno a una posizione fissa (di equilibrio). Con il riscaldamento, le particelle aumentano la loro energia e cominciano a contrastare le forze che le vincolano con il loro movimento, fino a poter scorrere le une sulle altre (stato liquido). Continuando il riscaldamento, le particelle potranno infine staccarsi completamente e muoversi in modo indipendente (stato gassoso)
E' interessante osservare la curva di riscaldamento di una sostanza, cioé il grafico della temperatura in funzione del tempo, dallo stato solido al liquido al gasso. Per esempio, consideriamo l'acqua: con il riscaldamento, il ghiaccio aumenta la sua temperatura fino a 0°C, quando inizia la fusione. A questo punto la temperatura rimane costante (sosta termica): infatti l'energia acquisita dalle molecole non serve ad aumentare la propria energia cinetica, ma a vincere le forze di coesione tra le particelle.

Quando la fusione é completa la temperatura riprende ad aumentare fino a 100°C, quando inizia l'ebollizione (evidenziata dalla formazione di bolle di vapore acqueo che, meno dense dell'acqua, salgono alla superficie). Anche in questo caso vi é una sosta termica e la temperatura rimane costante fino al completamento del passaggio da liquido a gas: solo allora la temperatura del vapore riprenderà a salire.
Analogamente, la curva di raffreddamento di una sostanza avrà lo stesso profilo, ma "rovesciato": la temperatura di solidificazione coincide con quella di fusione (per l'acqua 0°C) e quella di condensazione con quella di ebollizione (per l'acqua 100°C). Il punto di fusione e il punto di ebollizione sono proprietà specifiche di una sostanza. Possiamo quindi affermare che ogni sostanza é caratterizzata dal punto di vista macroscopico dalle sue specifiche proprietà: colore, odore, sapore (proprietà organolettiche in quanto si possono apprezzare con i nostri sensi), densità, temperatura di fusione ed ebollizione; sotto l'aspetto particellare é formata invece da particelle tutte uguali.