Concetti Chiave
- Nel solido, le particelle sono strettamente unite da forti forze di coesione, limitandosi a oscillare intorno a posizioni fisse.
- Il riscaldamento aumenta l'energia delle particelle, permettendo loro di scorrere l'una sull'altra e passare dallo stato solido al liquido.
- Ulteriore riscaldamento consente alle particelle di muoversi indipendentemente, passando dallo stato liquido a quello gassoso.
- Durante la fusione e l'ebollizione, si osservano soste termiche dove la temperatura resta costante mentre l'energia vince le forze di coesione.
- Ogni sostanza è caratterizzata da specifiche proprietà macroscopiche come punto di fusione, ebollizione e organolettiche, derivanti dalla sua struttura particellare uniforme.
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.
Domande da interrogazione
- Qual è il comportamento delle particelle nello stato solido?
- Cosa accade durante la sosta termica durante la fusione dell'acqua?
- Quali sono le proprietà specifiche di una sostanza?
Nello stato solido, le particelle sono sottoposte a forze di attrazione reciproca molto forti, limitando il loro movimento all'oscillazione intorno a una posizione fissa.
Durante la sosta termica, la temperatura rimane costante perché l'energia acquisita dalle molecole serve a vincere le forze di coesione tra le particelle, non ad aumentare l'energia cinetica.
Le proprietà specifiche di una sostanza includono colore, odore, sapore, densità, temperatura di fusione ed ebollizione, e sono caratteristiche macroscopiche che la distinguono.
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