Sperimentalmente si osserva che la variazione di pressione esercitata su una sostanza implica una variazione della temperatura di fusione e di ebollizione.
In questi studi è possibile osservare:
1. Influenza della pressione sulla fusione
La maggior parte delle sostanze, ricevendo calore durante il processo di fusione (passaggio dalla fase solida a quella liquida), vede aumentare il proprio volume. Questo perché ricevendo calore, il grado di agitazione termica delle particelle che compongono il corpo aumenta, espandendo così il suo volume. Tuttavia, alcune sostanze presentano il comportamento opposto durante il processo di fusione, quando ricevono calore per passare dalla fase solida a quella liquida, il loro volume si riduce. Come sostanze che presentano questo comportamento inverso si possono evidenziare l'acqua, il bismuto di ferro e l'antimonio.
Si verifica che, quando subiscono un aumento di pressione, le sostanze che hanno aumentato il loro volume nella fusione hanno anche la loro temperatura di fusione aumentata; e quelli a volume ridotto hanno una temperatura di fusione più bassa.
Un'altra caratteristica di questo comportamento inverso dell'acqua è l'aumento di volume in solidificazione (passaggio della fase da liquido a solido), il che spiega il fatto che una bottiglia chiusa piena d'acqua si rompe quando viene posta nel congelatore.
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2. Influenza della pressione sull'ebollizione
Nell'ebollizione (passaggio dalla fase liquida alla fase gassosa), ricevendo calore, il liquido aumenta di volume. Quanto ad una certa pressione, ogni sostanza ha una propria temperatura di ebollizione (l'acqua bolle alla pressione di 1 atm ad una temperatura di 100°C), quando l'aumento della pressione su un liquido provocherà un aumento della sua temperatura di ebollizione, quindi diventa più difficile per la sostanza passare dallo stato liquido allo stato liquido gassoso.
Viene utilizzato nelle pentole a pressione, nelle quali i vapori formatisi a seguito del riscaldamento dell'acqua non possono fuoriuscire dal suo interno e quindi premere sulla superficie dell'acqua. Come abbiamo visto sopra, un aumento della pressione porta ad un aumento della temperatura di ebollizione e in questo modo l'acqua sostiene temperature superiori a 100°C, facendo cuocere il cibo più velocemente che in padella ordinario.
Di Nathan Augusto
Laureato in Fisica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
FERREIRA, Nathan Augusto. "Influenza della pressione sul cambiamento di fase"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-influencia-pressao-na-mudanca-fase.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
