L'acqua e i cambiamenti di stato

Per comprendere i diversi stati della materia e le trasformazioni fra questi stati possiamo pensare ad una sostanza che conosciamo bene tutti: l'acqua. Sulla Terra l'acqua è presente in tutti gli stati di aggregazione: possiamo quindi essere testimoni delle diverse trasformazioni di stato se osserviamo il comportamento di questa sostanza, anche nella vita di tutti i giorni.

GHIACCIO: è l'acqua nello stato SOLIDO.

Si presenta quando la temperatura è al di sotto di 0 °C (nelle condizioni normali di pressione).

È duro e resistente ma si scioglie quando la temperatura supera, anche di poco, gli 0 °C.

Un SOLIDO quindi ha FORMA e VOLUME proprio, perché le particelle che lo formano sono saldamente legate ed ordinate.
Alcuni cristalli di ghiaccio.
L'ACQUA si presenta a noi, di solito, nel suo stato LIQUIDO.

L'acqua scorre adattandosi ad ogni percorso che trova: sgorga dalle sorgenti, scende dalle nuvole sotto forma di pioggia, riempie fiumi, laghi e mari. È presente in natura fino a 100 °C.

Un LIQUIDO quindi ha VOLUME proprio, ma non forma, adattandosi a quella del contenitore. Le particelle che lo compongono sono legate fra loro ma disordinate e sono libere di muoversi le une sulle altre.
Un palloncino che scoppia.
VAPORE: è lo stato AERIFORME dell'acqua.

Nelle normali condizioni di pressione, il vapore acqueo è presente solo a temperature oltre i 100 °C.

Possiamo osservare il vapore solo per un tempo limitato: quando si espande nell'ambiente si raffredda e non è più visibile, perché torna ad essere acqua liquida, sotto forma di minuscole goccioline (la condensa).

Se il contenitore non è sigillato, un AERIFORME si disperde nell'ambiente. Questo perché esso non ha né volume né forma: si adatta a quella del contenitore, riempiendolo completamente. Le particelle che lo compongono sono solo debolmente legate fra loro.
Vapore che si solleva dall'acqua bollente.

Come passa l'acqua da uno stato all'altro? Ci sono processi, detti TRASFORMAZIONI DI STATO, che avvengono quando le condizioni di PRESSIONE e TEMPERATURA sono quelle giuste, e che permettono alle particelle che compongono un corpo di organizzarsi in modo diverso.

Se quindi raffreddo l'acqua ottengo il ghiaccio, se la riscaldo ottengo il vapore, e così via.

Ogni trasformazione di stato ha un nome diverso:

SOLIDO --> LIQUIDO: FUSIONE
LIQUIDO --> SOLIDO: SOLIDIFICAZIONE
L'acqua solidificata in ghiaccio può essere pericolosa...
LIQUIDO --> AERIFORME: VAPORIZZAZIONE (evaporazione; ebollizione)
AERIFORME --> LIQUIDO: CONDENSAZIONE
Vapore che condensa su un bicchiere freddo.
SOLIDO --> AERIFORME: SUBLIMAZIONE
AERIFORME --> SOLIDO: BRINAMENTO
La brina al mattino significa che di notte la temperatura è scesa sotto 0 °C.
Se lavoriamo all'aria (quindi in condizioni normali di pressione), la TEMPERATURA è la grandezza che ci aiuta a separare gli stati della materia: i cambiamenti di stato avvengono quindi a temperature ben precise, a seconda della sostanza osservata.

QUALE GRANDEZZA ALLORA MISUREREMO DURANTE L'ESPERIMENTO?

Created By
Giorgio Lanti
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Credits:

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