Con stati della materia (anche stati fisici o di aggregazione) si fa riferimento a ognuno dei vari modi di associazione delle particelle che formano la materia. Ne esistono di quattro tipi, ossia quello solido, liquido, aeriforme e plasma (gas ionizzato).
Una materia allo stato solido ha un volume e una forma propria; una materia allo stato liquido ha un volume proprio, ma acquisisce la forma del recipiente che la contiene; una materia allo stato aeriforme (gassoso) non ha né volume né forma propria, espandendosi fino a occupare tutto lo spazio disponibile. Lo stato plasmatico è simile a un gas, ma è ionizzato, costituito da un insieme di elettroni e ioni e globalmente neutro (la carica elettrica totale è nulla). Il termine “ionizzato” indica che una frazione significativamente grande di elettroni è stata strappata dai rispettivi atomi.
Uno stesso materiale può presentarsi in ciascuno dei tre differenti stati fisici principali, a seconda della sua natura chimica (che determina l’azione delle forze di coesione che tengono “unite” le particelle che lo compongono), della temperatura e della pressione che agiscono sull’energia delle particelle e quindi sulle forze di coesione.
Stati della materia – I passaggi di stato
Sono dette passaggi di stato le trasformazioni dei materiali da uno stato di aggregazione a un altro.
Fornendo calore si passa da uno stato in cui le particelle sono più compatte a uno in cui sono meno compatte; per esempio, un solido può diventare liquido o aeriforme. Sottraendo calore, si ottiene il passaggio inverso.
Per ogni sostanza, i passaggi di stato avvengono a temperature ben determinate, a seconda della pressione a cui si opera (che di solito è quella atmosferica); l’acqua, per esempio, si trasforma in vapore a 100 °C e si trasforma in ghiaccio a 0 °C. È importante notare che la temperatura della sostanza resta costante finché tutta non si è trasformata; per esempio, una massa di ghiaccio che fonde per la somministrazione di calore resta a 0 °C finché non si è sciolta tutta.
Il calore latente è la quantità di calore, che non si manifesta con variazione di temperatura, che occorre fornire o sottrarre all’unità di massa di una certa sostanza per farla passare da uno stato a un altro dopo che la sostanza in esame abbia già raggiunto la temperatura alla quale tale transizione di stato può avvenire.
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