Utente:AGeremia/Sandbox/Modulo3: differenze tra le versioni
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=== 3.4.1 I passaggi di stato ===
Tra le varie trasformazioni fisiche che la materia può subire la più importante è il cambiamento del proprio stato fisico che avviene quando è sottoposta a '''variazioni di temperatura e/o di pressione'''. Il cubetto di ghiaccio diventa acqua liquida a temperatura ambiente grazie all’aumento della temperatura. Il liquido sotto pressione contenuto in una bomboletta diventa gas quando lo facciamo uscire premendo l’erogatore a causa della diminuzione della pressione.
[[File:Passaggi di stato.jpg|miniatura|600x600px]]
Le trasformazioni da uno stato fisico all’altro vengono dette '''passaggi di stato'''.
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* l’'''evaporazione''', il passaggio '''da liquido ad aeriforme''';
* la '''condensazione''', il passaggio inverso, '''da aeriforme a liquido'''.
[[File:Feuilles-avec-glace-leaves-with-ice-1.jpg|sinistra|miniatura|Il brinamento dell'acqua sulle foglie]]
Alcune sostanze possono passare direttamente '''dallo stato solido a quello aeriforme''' con un passaggio di stato che viene chiamato '''sublimazione'''. L’esempio più comune di sublimazione è quello della naftalina, che viene usata come antitarme: le palline solide
Il passaggio inverso della sublimazione, '''da aeriforme a solido''', è il '''brinamento'''. L’esempio più tipico di brinamento è quello che si può osservare in inverno, quando a causa delle basse temperature il vapor acqueo dell’atmosfera si trasforma direttamente in cristalli di ghiaccio sui fili d’erba nei campi.
[[File:Dry Ice 1.jpg|sinistra|miniatura|Il ghiaccio secco (CO<sub>2</sub>) sublima]]
Anche i passaggi di stato possono essere spiegati considerando il modello particellare. Le particelle di una sostanza solida sono unite strettamente tra loro e sono molto limitate nei loro movimenti. L’aumento di temperatura consente loro delle vibrazioni maggiori ma ancora fortemente limitate (possiamo spiegare in questo modo le dilatazioni più o meno ampie che si verificano nei materiali solidi con il riscaldamento). Quando si raggiunge una certa temperatura, quella di fusione, le vibrazioni riescono ad allentare le forze attrattive fino a consentire alle particelle di abbandonare la posizione fissa e di muoversi scorrendo le une sulle altre: si ha quindi un cambiamento dello stato di aggregazione delle particelle che si manifesta con il passaggio dallo stato solido allo stato liquido. Se si continua ad aumentare la temperatura una volta completata la fusione, i movimenti delle particelle diventeranno via via sempre più ampi fino a vincere completamente le forze di attrazione consentendo loro di sfuggire nell’ambiente circostante: si è verificato il passaggio allo stato aeriforme.▼
▲Anche i passaggi di stato possono essere spiegati considerando il modello particellare. Le particelle di una sostanza solida sono unite strettamente tra loro e sono molto limitate nei loro movimenti. L’aumento di temperatura consente loro delle vibrazioni maggiori ma ancora fortemente limitate (possiamo spiegare in questo modo le dilatazioni più o meno ampie che si verificano nei materiali solidi con il riscaldamento). Quando si raggiunge una certa temperatura, quella di fusione, le vibrazioni riescono ad allentare le forze attrattive fino a consentire alle particelle di abbandonare la posizione fissa e di muoversi scorrendo le une sulle altre: si ha quindi un cambiamento dello stato di aggregazione delle particelle che si manifesta
Il raffreddamento al contrario causa un rallentamento dei moti particellari, con conseguente aumento delle forze attrattive che costringono le particelle ad avvicinarsi.
Per il passaggio di stato da liquido ad aeriforme è importante distinguere tra '''evaporazione''' ed '''ebollizione'''. Se prendiamo ad esempio l’acqua essa evapora a qualsiasi temperatura mentre bolle solo alla sua temperatura di ebollizione, che è 100°C alla pressione di 1 atm al livello medio del mare. In che cosa consiste la differenza? L’evaporazione è il passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme che avviene in maniera lenta è che coinvolge solo la superficie libera del liquido. Possiamo verificarlo lasciando un bicchiere d’acqua a temperatura ambiente: le molecole si libereranno dalla superficie e finiranno nell’aria che circonda il bicchiere, il livello dell’acqua molto lentamente scenderà (dopo giorni potremmo anche trovare il bicchiere vuoto). L’ebollizione è invece il passaggio di stato turbolento che interessa tutta la massa del liquido in questione e avviene, per ogni valore di pressione, a una temperatura specifica, caratteristica di ciascuna sostanza (è una proprietà fisica intensiva). L’ebollizione dà luogo alla formazione di bolle in tutto il volume del liquido da cui si libera il vapore.
[[File:Watervapor cup.jpg|miniatura|Il vapore acqueo che evapora da una tazza di tè caldo diviene visibile in seguito alla sua condensazione in minutissime goccioline]]
L’'''evaporazione''' è il passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme che avviene dalla '''superficie libera''' di un liquido a qualsiasi temperatura sopra il punto di congelamento.
L’'''ebollizione''' è il passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme che avviene ad una '''determinata temperatura''', caratteristica di ogni sostanza, e interessa '''l’intera massa del liquido'''.
Solo alla temperatura di ebollizione quindi le molecole acquisiscono l’energia cinetica necessaria per liberarsi
È altresì interessante analizzare la '''curva di riscaldamento''' di una sostanza pura come l’acqua e confrontarla con quella di una soluzione come l’acqua di mare.
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