Passaggi di stato che nulla centrano con migrazioni e cervelli in fuga perché si sta parlando di stato solido, liquido e aeriforme e di sostanze, non di persone o di merci. I passaggi di stato sono facili da immaginare per l’acqua ma avvengono anche per altri tipi di elementi, sono delle evoluzioni affascinanti da studiare e da osservare, con logiche e meccanismi che raccontano come “tutto cambia”, o quasi tutto!
Passaggi di stato dell’acqua
I passaggi di stato che vedono l’acqua come anche altre sostanza, protagonisti, sono vari. La sublimazione è il passaggio dallo stato solido a quello aeriforme o gassoso, il brinamento quello dallo stato gassoso a quello solido, c’è poi la fusione, per passare dallo stato solido a quello liquido e la solidificazione per il passaggio di stato inverso.
Non sono finiti i passaggi di stato: tutti sanno che l’acqua può evaporare, passando dallo stato liquido a quello aeriforme, e il vapor d’acqua può condensare, diventando liquido, c’è poi la liquefazione che è il passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido per sola compressione e soltanto se l’aeriforme è a temperatura inferiore alla temperatura critica.
Passaggi di stato della materia
I passaggi di stato appena citati non coinvolgono solo l’acqua ma molte altre sostanze. Implicano dei cambiamenti che sono piuttosto evidenti ma affatto banali se si va in profondità, elemento per elemento, perché ciascuno ha i suoi comportamenti peculiari ed originali.
In generale possiamo dire che una materia allo stato solido ha un volume e una forma propria, passando allo stato liquido ha sempre un volume proprio ma non una forma fissa, si adatta al recipiente che lo contiene… oppure si sparge sulla superficie in cui viene messo. Quando siamo in uno stato aeriforme, non ci sono né volume né forma fissi propria, un gas infatti si espande occupando tutto lo spazio “trova” e non ha certo una forma a cui deve rispondere.
Passaggi di stato in fisica
Finora abbiamo descritto i passaggi di stato con l’occhio di chi non è esperto in materia e può osservarli dall’esterno, basandosi sulle esperienze quotidiane. Approfondendo queste “magie” in ottica scientifica si scoprono leggi e regole, eccezioni e misteri ancora da svelare.
La “solidità” che osserviamo è dovuta al fatto che in questo stato i costituenti della materia sono legati da forze molto intense che consentono solo moti di vibrazione, nello stato liquido le forze tra i componenti diminuiscono di intensità per cui può esserci scorrimento e non ci sono vincoli di forma, ma restano possibili variazioni di volume solo minime rispetto a quanto avviene per i gas.
Le forze che legano i costituenti in un gas sono così deboli che essi si sentono liberi di muoversi indipendentemente e di espandersi finché non incontrano ostacoli insormontabili. E sono liberi, entro certi limiti, anche di comprimersi. Se parliamo di passaggi di stato in Fisica possiamo entrare nel merito anche dello stato plasmatico, considerato il quarto stato della materia.
Quando una materia si trova in stato plasmatico sembra un gas ma è ionizzato quindi costituito da un insieme di elettroni e ioni. La sua carica elettrica totale è sempre nulla.
Passaggi di stato e stati di aggregazione della materia
Oltre a quelli già descritti esistono altri affascinanti stati di aggregazione della materia che possono essere indagati. Anche solo osservando meglio il ghiaccio, si distinguono diverse tipologie: ghiaccio I, ghiaccio II, ghiaccio III e via dicendo fino al ghiaccio XV.
Altri stati esistenti che incontriamo e che possiamo studiare in modo attento. Eccone alcuni: il superfluido (elio a bassissime temperature), lo stato supercritico e quello supersolido, colloidale, il neutronio, il plasma di quark e gluoni, il condensato di Bose-Einstein e il cristallo liquido.
Non è uno stato di aggregazione della materia, ma centra con il concetto di “aggregazione”: è la capillarità dell’acqua, un fenomeno che, a vederlo, può sembrare magia. Ma è fisica!
Passaggi di stato: grafico
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