Gli stati della materia e i passaggi

Tutto ciò che ci circonda è fatto di materia. La materia è tutto ciò che ha una massa e occupa uno spazio, come un sasso, l'acqua di un bicchiere o l'aria che respiriamo. In natura la materia si presenta in tre stati: solido, liquido e aeriforme. Questi stati si chiamano anche stati di aggregazione, perché mostrano in quale modo sono uniti tra loro i piccolissimi pezzetti che formano ogni materiale.

I solidi hanno una forma propria e un volume proprio. Una matita, un libro o un cubetto di ghiaccio mantengono la loro forma anche se li spostiamo da un contenitore a un altro. I liquidi, invece, hanno un volume proprio ma non una forma propria: prendono la forma del recipiente che li contiene. L'acqua, il latte e l'olio scorrono e, se vengono versati, si dispongono in basso. Gli aeriformi, chiamati anche gas, non hanno né forma né volume propri. Si espandono fino a riempire tutto lo spazio a disposizione, come l'aria dentro un palloncino. Spesso non si vedono, ma ci sono.

Uno stesso materiale può cambiare stato, e questi cambiamenti si chiamano passaggi di stato. L'esempio più comune riguarda l'acqua, che troviamo come ghiaccio, come acqua liquida e come vapore acqueo. Quando un solido diventa liquido avviene la fusione: il ghiaccio al sole si scioglie e diventa acqua. Quando un liquido diventa solido avviene la solidificazione: se mettiamo dell'acqua nel congelatore, dopo un po' si trasforma in ghiaccio. Anche la cera di una candela accesa si scioglie e poi, raffreddandosi, torna dura.

Ci sono poi i passaggi tra liquido e aeriforme. L'evaporazione è il passaggio da liquido a vapore: i panni stesi ad asciugare perdono l'acqua perché si trasforma lentamente in vapore e si disperde nell'aria. Quando l'acqua bolle in una pentola, il passaggio a vapore avviene molto più velocemente, si chiama ebollizione e si formano molte bolle. La condensazione è il passaggio contrario, da vapore a liquido. Si vede bene quando il vapore tocca una superficie fredda: per questo lo specchio del bagno si appanna dopo una doccia calda e, sul bicchiere preso dal frigorifero, compaiono tante goccioline.

Il ruolo principale in tutti questi passaggi è svolto dalla temperatura, che misuriamo con il termometro. Quando un materiale viene riscaldato, assorbe calore e può passare da solido a liquido e poi da liquido ad aeriforme. Quando viene raffreddato, cede calore e può passare da aeriforme a liquido e poi da liquido a solido. Ogni materiale cambia stato a una temperatura diversa: il ghiaccio si scioglie a temperature molto più basse rispetto a quelle necessarie per fondere un pezzo di ferro. Capire come funzionano i passaggi di stato aiuta a spiegare tanti fenomeni di ogni giorno, dalla pioggia alla cucina, fino alla nebbia che si forma nelle mattine d'inverno.