Todas as substâncias passam por transições de fase com temperaturas crescentes. À medida que se aquecem, a maioria dos materiais começa como sólidos e se dissolve em líquidos. Com mais calor, eles se transformam em gases. Isso acontece porque a energia das vibrações de calor nas moléculas supera as forças que as mantêm unidas. Em um sólido, forças entre moléculas as mantêm em estruturas rígidas. Essas forças enfraquecem muito em líquidos e gases, permitindo que uma substância flua e evapore.

Transição de fase

Os cientistas chamam os sólidos, líquidos e gases de fases de uma substância. Quando derrete, congela, ferve ou condensa, passa por uma transição de fase. Embora muitas substâncias tenham comportamentos de transição de fase semelhantes, cada uma possui um conjunto exclusivo de temperaturas e pressões que determinam em que ponto ela derrete ou ferve. Por exemplo, gás de dióxido de carbono congela diretamente no gelo seco a menos 109 graus Fahrenheit em pressões normais. Tem uma fase líquida apenas a altas pressões.

Calor e Temperatura

À medida que você aquece um sólido, sua temperatura sobe continuamente. Cada grau de aumento de temperatura leva aproximadamente a mesma quantidade de energia térmica. Quando atinge seu ponto de fusão, entretanto, a temperatura permanece estável até que toda a substância se derreta. As moléculas extraem energia, chamada calor de fusão, para se liquefazerem. Toda a energia neste momento entra em fazer a substância um líquido. A mesma coisa acontece com líquidos ferventes. Eles exigem energia, chamada de calor de vaporização, para fazer a transição para o gás. Uma vez que toda a substância faz a transição, mais energia eleva a temperatura novamente.

Derretendo

Forças entre moléculas, incluindo a força de dispersão de Londres e ligação de hidrogênio, formam cristais e outras formas sólidas quando o as temperaturas são baixas o suficiente. A força das forças determina a temperatura de fusão. Substâncias com forças muito fracas derretem a baixas temperaturas; forças fortes exigem altas temperaturas. Se você aplicar energia térmica suficiente, eventualmente todas as substâncias derretem ou fervem.

Ferver

Os mesmos mecanismos que governam o derretimento se aplicam à fervura. As moléculas em um líquido têm forças fracas mantendo-as juntas. O calor faz com que eles vibrem fortemente e se afastem do resto. Em um líquido fervente, algumas moléculas terão energias relativamente baixas, a maioria tem uma faixa média de energias e algumas têm energias altas o suficiente para escapar completamente do líquido. Com mais calor, mais moléculas escapam. Na fase gasosa, nenhuma molécula se liga mais uma à outra.