Solido, liquido, gas(aeriforme)

Prima di descrivere e  soffermarci su liquidi e gas, facciamo un punto sulle differenze tra un corpo solido, liquido ed aeriforme.
Il solido può essere afferrato e spostato come se fosse un oggetto unico.

Il solido è un corpo  rigido e come tale  conserva forma e volume. Ricordo che  per corpi rigidi vengono definiti quei corpi che dotati di dimensione, mantengono la loro forma pur sottoposti a forze esterne (deformazioni apprezzabili).

Il liquido è un fluido che assume la forma del recipiente che lo contiene. Ha un volume proprio: è difficile comprimerlo in un volume più piccolo. Ovvio dire che i liquidi non hanno forma propria tanto più i fluidi.

Per i gas ( o aeriforme) a differenza dei corpi solidi e liquidi,  non si può parlare di volume proprio. occupa tutto il suol volume del recipiente che lo contiene. Può essere compresso in un  volume più piccolo.Una quantità d'aria racchiusa in cilindro con uno stantuffo a tenuta stagna occupa tutto il volume a disposizione, ma se lo stantuffo viene sollevato o abbassato, il volume interno del cilindro aumenta o diminuisce e l'aria occupa completamente il nuovo volume, diradandosi o comprimendosi.

Se ragioniamo a temperatura ambiente (20°C) abbiamo sostanze solide: ferro, sale da cucina , rame, alluminio, ecc.
Liquide: benzina, olio d'oliva, mercurio.
Gassosi: l'ossigeno, il metano, l'azoto, il propano, il butano, ecc.

Concludiamo dicendo che le sostanze possono cambiare forma a seconda delle condizioni (temperatura e pressione) in cui si trovano, pensiamo all'acqua, può essere solido, liquido e gassosa e pertanto non è una proprietà assoluta.

Cambiamento di stato

Il cambiamento di stato non è altro che "un passaggio da uno stato di aggregazione molecolare ad un altro".
Le proprietà dei cambiamenti di stato sono:
1) Per ogni sostanza, dipendono dalla temperatura T, che rimane costante;
2) Dipendono dalla pressione p (più bassa e p, più bassa è "T");
3) Sono reversibili, cioè possono avvenire sia nella direzione solido-liquido-gasssoso che nella  direzione opposta gassoso-liquido-solido, con temperatura di fusione=temperatura di solidificazione, temperatura di vaporizzazione=temporizzazione di condensazione, temperatura di sublimazione=temperatura di sublimazione.
4) Nella reversibilità ovvero nella direzione solido-liquido-gassoso c'è un assorbimento di calore, nella direzione gassoso-liquido-solido c'è una perdita di calore.
La quantità di calore variata (assorbita e perduta) in una trasformazione di stato non dipende dalla temperatura, dipende da:
a) Pressione (soprattutto la vaporizzazione e condensazione);
b) Massa della sostanza;
c) Il tipo di sostanza, caratterizzata dal calore latente (latente cioè nascosto, poichè non varia la temperatura).

Variazione di calore= calore latente * massa
          DQ=K*m

Fusione, Condensazione
          DQ_F=K_F*m

Ebollizione (a pressione fissata) Condensazione
          DQ_eb=K_eb*m

Il calore latente K= DQ/m (cal/gr.) è il calore necessario per trasformare l'unità di massa di una sostanza da una fase all'altra.

Nota1
EBOLLIZIONE= processo forzato, rapido, che  coinvolge tutta la massa fluida;
                             avviene quando "pressione esterna"= pressione interna di 2 fasi compresenti
                             (liquido + vapore).

EVAPORIZZAZIONE: dipende da temperatura (più alta T, più evapora);
                                       dipende da pressione (più alta p, meno evapora);
                                       è un fenomeno superficiale.

Nota2
Gli  scambi di calore che producono dilatazione termica implicano una variazione di temperatura e sono regolati dalla relazione DQ= c*m*D t

Gli scambi di calore che producono variazione di stato si svolgono a temperatura costante e sono regolati dalla relazione DQ=K*m

Vedi scheda di laboratorio              diagramma e schema a blocchi

Per altre schedi di laboratorio vedi esperienze di laboratorio