Canvis d'estat: fusió, vaporització i efectes de la temperatura i pressió
Enviado por Chuletator online y clasificado en Física
Escrito el en 
catalán con un tamaño de 7,35 KB
El canvi d'estat és un procés físic pel qual una substància passa d'un estat a un altre sense que se n'alteri la naturalesa o la composició química. És possible considerar canvis d'estat de dos tipus: els directes, que es produeixen a causa d'un augment de temperatura, i els inversos, que tenen lloc quan disminueix la temperatura.
Com es produeixen els canvis d'estat?
L'explicació es troba en la teoria cinèticomolecular de la matèria, fonamentada en el moviment de les partícules.
FUSIÓ: Quan augmenta la temperatura d'un sòlid, les seves partícules vibren cada vegada amb més velocitat fins que acaben vencent les forces que les mantenen unides. Aleshores, se separen de les posicions fixes que ocupaven en l'estructura sòlida. Durant la fusió, l'energia subministrada s'utilitza perquè el sòlid canviï d'estructura, però no per elevar-ne la temperatura. Per això, la temperatura del sòlid es manté constant justament en la temperatura de fusió.
VAPORITZACIÓ
Evaporació: Les partícules dels líquids es mouen i xoquen entre si. Com que porten velocitats diferents, les més ràpides, proveïdes de més energia, arriben a la superfície del líquid, escapen i passen a estat gasós. Així, el líquid s'evapora. A més temperatura, a la superfície del líquid hi haurà més molècules amb prou energia per passar a gas. Per això, l'evaporació serà més gran.
Ebullició: Quan la temperatura d'un líquid s'eleva progressivament, les seves partícules adquireixen més energia i es mouen cada vegada més ràpid. Aleshores, acaben vencent el pes que, a causa de la pressió atmosfèrica, suporten. Així, a l'interior del líquid es formen bombolles que, a mesura que pugen a la superfície, es fan més grans fins que es trenquen i s'escapen a l'atmosfera: en aquell moment, el líquid bull. Durant l'ebullició, l'energia s'utilitza perquè el líquid canviï d'estructura, però la seva temperatura es manté constant en la temperatura d'ebullició.
Efecte de la temperatura
Perquè tingui lloc un canvi d'estat, s'ha de produir un augment o una disminució de l'energia que té un cos, fet que s'aconsegueix amb un canvi de temperatura. Durant el temps que dura cada canvi d'estat, la temperatura roman constant. El motiu d'això és que l'energia que rep el cos s'utilitza per canviar-ne l'estructura, i no per elevar-ne la temperatura.
Efecte de la pressió
La pressió atmosfèrica influeix en els canvis d'estat que tenen lloc en recipients oberts, en els quals la substància està en contacte amb l'atmosfera. L'atmosfera és l'embolcall d'aire que envolta la Terra. Està formada per una barreja de gasos en diferent proporció. Aquests gasos, que tenen massa i pesen, exerceixen una pressió sobre la superfície terrestre i sobre tots els cossos que hi són. En el Sistema Internacional d'Unitats, la pressió es mesura en pascals (Pa). La pressió atmosfèrica estàndard és de 105 Pa. Com influeix la pressió en els canvis d'estat? Un canvi de pressió modifica la temperatura de fusió i ebullició.
- Un augment de pressió afavoreix els canvis d'estat en els quals es produeix una disminució del volum: solidificació, condensació i sublimació inversa.
- Una disminució de pressió afavoreix els canvis d'estat en els quals el volum augmenta: fusió, vaporització i sublimació. La quantitat d'aire sobre la superfície terrestre és menor a mesura que augmenta l'altitud. Com menys aire hi hagi sobre nosaltres, suportarem menys pes i, per això, menys pressió.
Les propietats dels gasos
- Els gasos presenten unes propietats característiques:
- No tenen forma ni volum propis. La seva forma és la del recipient que els conté i el seu volum depèn de la pressió a la qual estiguin sotmesos. Per això, els gasos es poden comprimir o expandir.
- Tendeixen a ocupar tot el volum del qual disposen. Aquesta propietat es percep contínuament. Per exemple, les partícules que formen un perfum s'evaporen i ocupen tot el volum disponible.
- Produeixen pressió en xocar les seves partícules les unes amb les altres i contra les parets del recipient que els conté. A més, aquesta pressió depèn de la temperatura a la qual està el gas: temperatura més alta, pressió més gran.
- En els gasos, les magnituds de pressió, p, volum, V, i temperatura, T, estan relacionades entre si, i qualsevol canvi en una d'elles influeix en les altres.
- Per esbrinar la relació que hi ha entre aquestes tres variables, se'n manté fixa una i s'experimenta amb les altres dues.
2,5
5,0
10,0
12,5
20,0
VOLUM (L)
2,00
1,00
0,50
0,40
0,25
PRESSIÓ (Pa)
2,5
5,0
10,0
12,5
20,0
VOLUM (L)
2,00
1,00
0,50
0,40
0,25