Da liquido a solido

Passaggio di stato da liquido a solido

La materia può esistere in tre diversi stati di aggregazione che sono: solido (come il ghiaccio), liquido (come l'acqua) e aeriforme (come l'aria).

Mediante variazioni di pressione e/o di temperatura la materia può inoltre modificare il proprio stato di aggregazione: le trasformazioni conseguenti, che sono trasformazioni fisiche e quindi trasformazioni reversibili della materia, sono dette passaggi di stato.

In questa lezione, dopo avere brevemente introdotto sia lo stato liquido che lo stato solido, vedremo come si chiama il passaggio dallo stato liquido a quello solido e come si può ottenere tale trasformazione.

Stato liquido e stato solido

Come detto in precedenza lo stato liquido è uno dei tre stati di aggregazione della materia: la materia presente allo stato liquido è caratterizzata da un volume proprio ma da una forma che dipende dal contenitore che lo contiene.

Lo stato liquido può essere considerato uno stato intermedio tra quello solido e quello aeriforme; tra le particelle di una sostanza allo stato liquido, animate da moto caotico, agiscono forze attrattive di entità sufficiente a non consentirne la separazione ma insufficiente a bloccarle nelle posizioni fisse di un reticolo cristallino tipico di un solido.

Lo stato solido è invece caratterizzato da volume e forma propri: le particelle di una sostanza allo stato solido sono tenute insieme da forze attrattive tali da bloccarle in posizioni fisse.

Ma come si chiama il passaggio dallo stato liquido a quello solido?

Il passaggio dallo stato liquido allo stato solido è detto solidificazione. Sono molte le sostanze che possono solidificare: mettendo dell'acqua nel congelatore ci accorgeremo che, nell'arco di poche ore, si trasforma in ghiaccio. Diremo pertanto che l'acqua si è solidificata.

La solidificazione è il passaggio dallo stato liquido a quello solido. Tale trasformazione avviene con cessione di calore ed è quindi un processo esotermico.

La solidificazione, così come tutti i passaggi di stato, è una trasformazioni fisica, ovvero una trasformazioni reversibile della materia: somministrando calore al giaccio è possibile ottenere la trasformazione opposta (solido → liquido) detta fusione.

Durante il processo di solidificazione di una sostanza pura la temperatura del sistema rimane costante: tale temperatura, caratteristica per ogni sostanza (ad una determinata pressione), è detta temperatura di solidificazione, equivalente numericamente alla temperatura di fusione: per una determinata sostanza i processi di solidificazione e di fusione avvengono infatti alla stessa temperatura.

Ricordiamo infine che la maggior parte delle sostanze durante la solidificazione diminuisce il proprio volume; fanno eccezione poche sostanze tra cui l'acqua (nel passaggio acqua liquida → ghiaccio il volume aumenta), la ghisa, l'argento, e pochi altri elementi chimici.

Calore latente di solidificazione

Come si è detto in precedenza, durante il processo di solidificazione la temperatura della sostanza rimane costante: poiché il calore ceduto dalla sostanza non provoca abbassamento della temperatura del liquido ad esso è attribuito l'aggettivo latente (= che non si manifesta con alcun segno o sintomo esterno): si parla così di calore latente di solidificazione.

Il calore latente di solidificazione rappresenta il calore che la un grammo di liquido fornisce all'ambiente durante il cambiamento di stato.

Riassumendo

1) Il passaggio dallo stato liquido a quello solido è detto solidificazione

2) La solidificazione è un processo esotermico che avviene quindi con cessione di calore

3) La solidificazione è una trasformazione reversibile della materia

4) Il passaggio opposto alla solidificazione è la fusione

5) Durante il processo di solidificazione di una sostanza pura la temperatura del sistema rimane costante; tale temperatura, caratteristica per ogni sostanza, è detta temperatura di solidificazione

6) La maggior parte delle sostanze durante la solidificazione diminuisce il proprio volume; fanno eccezione l'acqua e poche altre sostanze

7) Il calore latente di solidificazione è la quantità di energia necessaria per solidificare 1 g di sostanza alla temperatura di solidificazione

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