Олімпія Браун з Королівського інституту пояснює, що відбувається з речовиною при зміні фази на прикладі ртуті. І навіть якщо ви знаєте термодинаміку назубок, завжди цікаво поглянути на молоток, зроблений з охолодженої ртуті.
Ртуть - мабуть, найзручніший матеріал для наочного посібника з термодинаміки. При легко досяжних температурах вона може бути і рідкою, і твердою, і газоподібною. Правда, те ж саме можна сказати і про воду, але спостерігати за ртуттю набагато цікавіше.
При кімнатній температурі (і в діапазоні від 357 до -39 ° С) ртуть рідка. окремі атоми металу мають таку високу енергію, що постійно рухаються так, як рухаються молекули рідкої води. Енергія деяких з них така висока, що вони переходять з поверхні рідини в газоподібний стан, утворюючи отруйні пари.
Якщо поглянути на місце ртуті в таблиці Менделєєва, рухливість її атомів поясниться просто: у елемента з порядковим номером 80 повністю заповнена зовнішня електронна оболонка. Тому атоми ртуті стабільні і насилу утворюють між собою слабкі зв'язки, які потрібні для існування кристалічної решітки металу.
Якщо температура металу опускається нижче точки плавлення (-38,83 ° C), ртуть починає поводитися як всі інші метали - стає твердою. При цьому атоми в ній уповільнюють свій рух і шикуються в кристалічну решітку.