Biologia 04 – Stati della materia
1 Biologia 04 – Stati della materia
Stati della materia
Con stato della materia (o stato di aggregazione) si intende una classificazione convenzionale degli stati che può assumere la materia a seconda del grado di “aggregazione” delle molecole o degli atomi che la
compongono.
I principali stati della materia1 sono:
Stato solido: il materiale ha volume e forma propria.
I costituenti della materia sono legati da forze molto intense che consentono soltanto vibrazione.
Nella maggior parte dei casi le molecole si distribuiscono secondo un reticolo cristallino.
L'unico modo per variare la forma di un solido consiste nell'applicazione di forze abbastanza intense da spezzare i legami, causando però la rottura o il taglio.
Stato liquido: il materiale volume proprio, ma acquisisce la forma del recipiente che lo contiene.
Nello stato liquido le forze agenti tra i costituenti sono meno intense dello stato solido ed essi sono liberi di scorrere gli uni sugli altri.
Stato aeriforme (o gassoso): il materiale non ha né volume né forma propria, ma si espande fino a occupare tutto lo spazio disponibile.
Nello stato aeriforme le interazioni sono estremamente deboli ed ai costituenti è consentito muoversi indipendentemente. Gli aeriformi sono comprimibili.
Passaggio di stato (o transizione di fase)
È la trasformazione di un sistema da uno stato di aggregazione ad un altro. La caratteristica distintiva di una transizione di fase è il brusco cambiamento di una o più proprietà fisiche, alla minima variazione della temperatura. Le principali transizioni di fase e i loro nomi sono riassunte nelle due immagini sottostanti.
Un passaggio di stato avviene a causa delle variabili termodinamiche pressione e temperatura. La variazione di una o dell’altra causa un cambiamento nello stato di aggregazione delle molecole (vedi grafico sn pag. 2).
Durante un passaggio di stato la temperatura di un corpo rimane costante anche se si continua a riscaldarlo. Ciò avviene perché quel calore viene usato per rompere i legami intermolecolari e non per aumentare l’energia degli atomi (che equivale alla temperatura). Tale calore che non fa alzare la temperatura viene chiamato calore latente (dal greco: “nascosto”) (vedi grafico dx pag 2).
1 Nella scienza moderna in realtà questa semplice classificazione risulta inadeguata a descrivere esaustivamente le numerose possibilità che ha la materia di organizzarsi. Il plasma è stato probabilmente il primo nuovo stato della materia ad essere aggiunto a questa catalogazione, ma ce ne sono molti altri, i quali compaiono in condizioni particolari di temperatura e pressione come i vari tipi di ghiaccio (denominati ghiaccio I, ghiaccio II, ghiaccio III e così via fino al ghiaccio XII) e lo stato superfluido che l'elio raggiunge a bassissime temperature. Altri stati della materia di moderna concezione sono lo stato supercritico, supersolido, colloidale, neutronio, materia fortemente simmetrica, materia fortemente asimmetrica, materia strana, condensato chirale, materia degenere, plasma di quark e gluoni, condensato di Bose-Einstein e lo stato di cristallo liquido.
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