La temperatura e i passaggi di stato

La temperatura e l'agitazione termica

Lo stato di aggregazione della materia dipende dalla capacità di movimento delle particelle che lo compongono. Il movimento delle particelle è strettamente legato alla temperatura del corpo.

L'agitazione termica indica il movimento continuo e disordinato delle particelle. Dipende dalla temperatura: più un corpo è caldo più elevata è l'agitazione delle particelle. Viceversa, meno caldo è un corpo meno elevata è l'agitazione delle particelle.

Esempio:

Le particelle del vapore acqueo, che si forma durante l'ebollizione di una pentola piena d'acqua, si muoveranno a velocità più elevata che le particelle dell'acqua nella pentola.

Misura della temperatura

Lo strumento di misura della temperatura è il termometro.

Nel Sistema Internazionale l'unità di misura della temperatura è il kelvin (K). Nella vita quotidiana la temperatura si misura in gradi Celsius (°C).

Definizione della scala celsius

$0 ° C$	temperatura di fusione del ghiaccio	Nota bene: i valori sono determinati a livello del mare.
$100 °C$	temperatura di ebollizione dell'acqua	Se l'altitudine varia, la temperatura di ebollizione varia e diminuisce di 1 grado ogni 300 metri.

La scala Celsius è detta centigrada perché è divisa in 100 intervalli.

La temperatura misurata con la scala kelvin è detta assoluta. Il valore di $0 K$ corrisponde al valore di $-273,15 °C$ , ed è detto zero assoluto perché non si verifica alcun moto di agitazione delle particelle di un corpo che si trova a questa temperatura. Per convertire i valori di temperatura dalla scala kelvin alla scala Celsius si deve sottrarre $273,15$ .

Esempio:

La temperatura di ebollizione dell'acqua espressa in gradi celsius è di $100$ . Per esprimere la temperatura di ebollizione dell'acqua in gradi kelvin basta aggiungere $273,15$ e cioè

$100°C = (100 + 273,15) K = 373,15 K$

I passaggi di stato

Un passaggio di stato è il fenomeno che avviene quando una sostanza passa da uno stato di aggregazione ad un altro. Lo stato di aggregazione di un corpo dipende dalle condizioni di temperatura e pressione a cui si trova.

I passaggi di stato sono fenomeni reversibili. Se dopo un passaggio di stato le condizioni di temperatura e pressione ritornano quelle iniziali la sostanza ritorna allo stato fisico di partenza.

Esempio:

Se mettiamo una bottiglia d'acqua nel congelatore, l'acqua si trasformerà in ghiaccio. Se togliamo la bottiglia e la lasciamo a temperatura ambiente, il ghiaccio si scioglierà. Lo stato fisico dell'acqua dipende dalla temperatura e il passaggio di stato descritto è reversibile.

Schema dei passaggi di stato


A SOLIDO	B LIQUIDO	C AERIFORME

1.	solido -> liquido	FUSIONE
2.	liquido -> solido	SOLIDIFICAZIONE
3.	liquido -> aeriforme	VAPORIZZAZIONE
4.	aeriforme -> liquido	CONDENSAZIONE
5.	aeriforme -> solido	BRINAMENTO
6.	solido -> aeriforme	SUBLIMAZIONE

Nota bene:

l'evaporazione è il passaggio di stato da liquido ad aeriforme che riguarda solo la superficie di un liquido;
l'ebollizione è il passaggio di stato da liquido ad aeriforme che riguarda tutto il volume del liquido.