Toestandsveranderingen

Toestandsveranderingen zijn transities tussen de verschillende toestanden waarin materie zich kan bevinden. Gewoonlijk gaat het om vast, vloeibaar en gasvormig, maar onder extreme omstandigheden kunnen ook andere toestanden voorkomen, zoals plasma. Deze veranderingen treden op wanneer de externe omstandigheden, zoals temperatuur en druk, veranderen en de energie-inhoud van de deeltjes wijzigt. Het verloop hangt af van het pad in de temperatuur- en drukruimte.

Belangrijke typen omvatten smelten (vast naar vloeistof), bevriezen (vloeistof naar vast), verdampen of koken (vloeistof naar gas), condenseren (gas naar vloeistof), stollen (vloeistof naar vast), sublimatie (vast naar gas) en de depositie (gas naar vast). Overgangen gaan gepaard met latente warmte, waardoor de temperatuur tijdens de wissel van toestand meestal niet direct verandert. De precieze temperatuur van een overgang hangt af van de druk; bij constante druk is de overgangsdruk voor een stof vast, wat zichtbaar wordt in fase-diagrammen.

Fase-diagrammen tonen bij welke combinatie van temperatuur en druk welke toestand stabiel is, met het triple point waar drie toestanden in evenwicht zijn en het kritieke punt waar vloeistof en gas niet langer te onderscheiden zijn. Toestandsveranderingen spelen een cruciale rol in onder meer koelsystemen, distillatie, meteorologie en materiaalwetenschap. Het begrip helpt bij het ontwerpen van processen en het verklaren van natuurlijke verschijnselen zoals smelten van sneeuw en wolkenvorming.