的状态变化或相是其中材料经受物理变化可逆热力现象。之所以说是热力学的，是因为物质与周围环境之间发生了热传递。或者是相同的，物质和能量之间存在相互作用，从而引起粒子的重排。
经历状态变化的粒子在其前后保持相同。压力和温度是如何将它们容纳在一相或另一相中的重要变量。当状态发生变化时，便形成了一个由两个不同物理状态的相同物质组成的双相系统。
状态变化。资料来源：GabrielBolívar
上图显示了正常情况下物质经历的主要状态变化。
蓝色物质的固态立方体可以根据周围环境的温度和压力而变成液体或气体。它本身代表一个单一的阶段：固体。但是，在融化的瞬间，即融化时，建立了称为熔合的固液平衡（蓝立方和液滴之间的红色箭头）。
为了发生熔化，立方体需要从周围吸收热量以提高温度。因此，这是一个吸热过程。一旦立方体完全融化，它将返回到单相：液态。
这种蓝色液滴可以继续吸收热量，从而增加其温度并导致形成气泡。同样，有两个阶段：一种是液体，另一种是气体。当所有液体均已蒸发至沸点时，则称其已沸腾或蒸发。
现在，蓝色的水滴变成了云。到目前为止，所有过程都是吸热的。蓝色气体可以继续吸收热量，直到变热为止。但是，在地面条件下，它趋于冷却并冷凝回到液体中（冷凝）。
另一方面，云也可以直接沉积在固相上，再次形成固体立方体（沉积）。最后两个过程是放热的（蓝色箭头）。也就是说，它们将热量释放到环境或周围环境中。
除了冷凝和沉积之外，当蓝色液滴在低温下冻结（凝固）时，还会发生状态变化。
状态变化的类型及其特征
该图显示了三种（最常见）物质状态的典型变化：固体，液体和气体。带有红色箭头的变化是吸热的，涉及热量的吸收；当带有蓝色箭头的箭头放热时，它们会释放热量。
下面将对这些变化中的每一个进行简要说明，以突出分子和热力学推理中的一些特征。
-融合
聚变是物质从固态到液态的状态变化。
在固态下，粒子（离子，分子，簇等）是“囚犯”，位于空间中的固定位置，无法自由移动。但是，它们能够以不同的频率振动，并且如果它们非常坚固，则分子间作用力所施加的严格顺序将开始“瓦解”。
结果，获得了两个阶段：一个阶段，其中颗粒保持受限（固体），而另一阶段，它们更自由（液体），足以增加分离它们的距离。为此，固体必须吸收热量，因此其颗粒将以更大的力振动。
由于这个原因，熔融是吸热的，并且在熔融开始时，据说在固液相之间发生平衡。
引起这种变化所需的热量称为热量或熔融焓（ΔHFus）。这表示一摩尔固态物质必须吸收才能熔化的热量（能量，主要以千焦耳为单位），而不仅仅是提高其温度。
雪球
用手融化的雪。资料来源：
考虑到这一点，可以理解为什么雪球在手中融化（上图）。雪吸收了人体的热量，足以将雪的温度升高到0°C以上。
雪中的冰晶吸收的热量足以融化，其水分子采用更凌乱的结构。当积雪融化时，形成的水不会增加其温度，因为积雪会利用手的所有热量来完成融化。
-汽化
汽化是物质从液态到气态的变化。
继续以水为例，现在将少量的雪放入锅中并点燃火，可以观察到雪迅速融化。随着水的加热，二氧化碳和其他可能的气态杂质的微小气泡开始在其中形成。
开水。资料来源：
热从分子上扩展了水的无序结构，扩大了水的体积并增加了蒸汽压；因此，由于蒸发增加，有一些分子从表面逸出。
液态水因其较高的比热（4.184J /°C∙g）而使温度缓慢升高。有一点它吸收的热量不再用于提高温度，而是用来启动液汽平衡。也就是说，它开始沸腾，并且所有液体将变为气态，同时吸收热量并保持温度恒定。
在这里，您可以看到沸腾的水表面剧烈起泡（上图）。液态水吸收的热量使初始气泡的蒸汽压等于外部压力，称为蒸发焓（ΔHVap）。
压力作用
压力也是状态变化的决定因素。它对汽化有什么影响？压力越高，水必须吸收的沸腾热量越大，因此，水在100°C以上蒸发。
这是因为压力的增加使得水分子难以从液相逃逸到气相。
压力锅利用这一事实的优势是将水中的食物加热到高于其沸点的温度。
另一方面，由于存在真空或压力降低，因此液态水需要较低的温度才能沸腾并进入气相。在高压或低压下，当水沸腾时，它需要吸收各自的汽化热以完成其状态变化。
-冷凝
冷凝是物质从气态到液态的状态变化。
水已经蒸发了。下一步是什么？水蒸气仍会升高温度，成为可能导致严重灼伤的危险电流。
但是，让我们假设它会冷却。怎么样？将热量释放到环境中并释放热量是发生的放热过程。
通过释放热量，高能的气态水分子开始变慢。而且，随着蒸汽温度的降低，它们的相互作用变得更加有效。首先，水滴会形成，从蒸汽中凝结，然后是较大的水滴，最终被重力吸引。
要完全凝结蒸汽给定数量的，你需要释放相同的能量，但具有相反的符号，在ΔH 邑郡; 即，其冷凝焓ΔHCond。因此，建立了汽-液逆平衡。
潮湿的窗户
水凝结。资料来源：Pexels
在房屋的窗户上可以看到水的凝结。在寒冷的气候中，房屋内部的水蒸气与窗户碰撞，窗户由于窗户的材料比其他表面温度低。
在那里，蒸气分子更容易凝聚在一起，形成薄的白色层，易于用手去除。随着这些分子释放热量（加热玻璃和空气），它们开始形成更多的簇，直到第一个液滴可以凝结为止（顶部图像）。
当水滴变得很大时，它们会滑下窗户并留下一丝水。
-凝固
固化是物质从液态到固态的状态变化。
冷却导致凝固。换句话说，水冻结了。要冻结，水必须释放出与冰吸收的热量相同的热量才能融化。再次，该热量被称为凝固或凝固焓，ΔH 丛（-ΔH 毕淑敏）。
随着水分子冷却，它们失去能量，分子间的相互作用变得更强和更具方向性。结果，它们由于氢键而排列并形成所谓的冰晶。冰晶生长的机制会影响其外观：透明或白色。
冰雕。资料来源：
如果冰晶生长非常缓慢，则它们不会吸附杂质，例如在低温下可溶于水的气体。因此，气泡逸出并且不能与光相互作用。因此，您的冰像普通冰雕一样透明（上图）。
冰会发生同样的事情，任何其他因冷却而凝固的物质也可能发生。也许这是陆地条件下最复杂的物理变化，因为可以获得几种多晶型物。
-升华
升华是物质从固态到气态的状态变化。
水可以升华吗？不，至少在正常条件下（T = 25°C，P = 1 atm）不是。为了发生升华，即状态从固体变为气体，固体的蒸气压必须很高。
同样，至关重要的是它们的分子间力不是很强，最好是如果它们仅由分散力组成。
最具代表性的例子是固体碘。它是具有灰色紫色色调的结晶固体，具有较高的蒸气压。就是这种情况，在这种情况下会散发出紫色蒸气，在加热时紫色蒸气的体积和膨胀变得明显。
升华碘。来源：Belkina NV，来自Wikimedia Commons
上图显示了一个典型的实验，其中在玻璃容器中蒸发了固态碘。观察紫色蒸气是如何扩散的，这很有趣并且引人注目，入学的学生可以验证是否没有液体碘。
这是升华的主要特征：不存在液相。同样，它是吸热的，因为固体吸收热量以增加其蒸气压直到等于外部压力。
-沉积
碘晶体的沉积。来源：Stanislav.nevyhosteny，来自Wikimedia Commons
沉积是物质从气态到固态的状态变化。
与碘升华实验平行，还有沉积实验。沉积是相反的变化或过渡：物质从气态变成固态而没有形成液相。
当紫色的碘蒸气与冷的表面接触时，它们释放热量使之变暖，从而失去能量并使分子重新聚集成灰紫色固体（上图）。这是一个放热过程。
沉积法广泛用于通过精密技术将金属原子掺杂到其中的材料的合成。如果表面非常冷，则其与蒸气颗粒之间的热交换会突然进行，从而忽略了通过相应液相的通道。
热或沉积（而不是沉积）的焓的升华的倒数（ΔH 子 = - ΔH 德普）。从理论上讲，许多物质都可以升华，但是要达到这一目的，除了要掌握P与T的关系图外，还必须控制压力和温度。其中，可以将其遥远的可能阶段可视化。
其他状态变更
尽管未提及它们，但还有其他状态。有时它们的特征是“每个都有一点”，因此是它们的组合。要生成它们，必须将压力和温度控制在非常大的正值（大）或负的小值（小）。
因此，例如，如果气体被过度加热，它们将失去电子，并且带正电的原子核将在这种负潮中构成所谓的等离子体。它具有较高的电导率，因此与“电子气”同义。
另一方面，当温度降得太低时，物质可能以意想不到的方式表现出来。也就是说，它们在绝对零（0 K）附近表现出独特的属性。
这些特性之一是超流动性和超导电性。以及玻色-爱因斯坦凝聚物的形成，其中所有原子都表现为一个。
一些研究甚至指向光子物质。在它们中，电磁辐射的粒子光子聚在一起形成光子分子。也就是说，从理论上讲，这将使光的质量增加。
参考文献
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