La risposta "la distanza tra le molecole aumenta" è incompleta se non semplicemente sbagliata.

La temperatura è un effetto dell'energia presente. Fondamentalmente, è un effetto di piccoli movimenti e vibrazioni di molecole e atomi dovuti alla loro energia.

In un cristallo, l'energia delle molecole è così bassa che non vibrano e si muovono abbastanza da rompersi la struttura. Più energia metti nel sistema, più le molecole si muovono. Ad un certo punto, il movimento è eccessivo per mantenere le molecole in posizione, la struttura cristallina si rompe, il ghiaccio si scioglie.

Un liquido (NON ACQUA, È UN CASO SPECIALE) ha una densità inferiore rispetto al cristallo perché le molecole si muovono molto e "hanno bisogno di più spazio".

In generale, per qualsiasi sostanza, le molecole allo stato liquido sono molto più libere di muoversi poiché le forze di attrazione intermolecolari sono minori qui (meno densamente imballate). Ma considerando l'acqua (come sottolineato da Ivan), in realtà mostra la tendenza inversa, ovvero la densità del ghiaccio < denisty dell'acqua. Per maggiori dettagli su questo, fare riferimento a Physics.SE e / o Quora.

Inoltre, in generale, per qualsiasi sostanza, quando la temperatura aumenta, il totale l'energia (include cinetica e vibrazionale) aumenta, poiché la temperatura è una misura dell'energia di un sistema. Quando si considera lo stato solido, poiché sono strettamente imballate, le particelle possono solo vibrare circa le loro posizioni medie e quando le vibrazioni diventano maggiori, è più difficile per il sistema trattenere, e quindi il cambiamento di fase si verifica. (Da stato solido a liquido). Ma devi anche notare che alcune sostanze non esistono allo stato liquido a una pressione particolare.

Per dare seguito ad altre risposte, non vi è alcuna garanzia che la spaziatura delle particelle (molecole o atomi) aumenterà. Se si mantiene una pressione sufficiente, è possibile riscaldare le cose ben al di sopra delle normali temperature di transizione di fase.

È vero che, in assenza di pressione esterna, i liquidi tendono ad avere densità inferiori rispetto ai solidi corrispondenti. Le particelle non hanno più legami orbitali condivisi come fanno in una struttura solida, e quindi sono tenute insieme tramite forze più deboli come quelle ioniche. Quando vengono riscaldati alla temperatura della fase gassosa, anche queste forze vengono superate e le particelle si spostano il più lontano possibile - l'iconico comportamento "riempire il contenitore" di un gas. A causa del comportamento statistico, la densità del gas tende molto rapidamente ad essere isotropa all'interno di quel contenitore.

Sosterrò che la distanza tra le molecole generalmente aumenta con la temperatura per ragioni fondamentali, sebbene il ghiaccio normale (I _h ) e l'acqua liquida siano un'eccezione. A basse temperature, le sostanze riducono al minimo la loro energia, il che di solito si traduce in disposizioni cristalline ordinate. A temperature elevate, le sostanze massimizzano la loro entropia. Cioè, ad alte temperature tutto è il più casuale e mescolato possibile.

Supponendo che tu abbia uno spazio vuoto, ci sono più modi per mettere due molecole distanti che per mettere due moleucole vicine . Puoi vederlo nel diagramma sottostante. Ci sono più modi per posizionare una seconda molecola nel guscio sferico blu, a grande distanza dalla molecola d'acqua centrale, che per posizionare le molecole d'acqua nel guscio sferico arancione, a breve distanza dalla molecola d'acqua centrale. Infatti, il numero di modi per posizionare la seconda molecola d'acqua aumenta con il volume del guscio sferico, che è come 4πR ² , dove R è la distanza tra le molecole. Quindi, lo stato in cui due molecole d'acqua hanno una grande distanza tra loro ha un'entropia maggiore dello stato in cui hanno una breve distanza tra loro.

Semplicemente a causa della geometria, alle alte temperature, le molecole tenderanno ad essere molto distanti. L'acqua bolle ad alta temperatura semplicemente perché ci sono più modi per disperdere le molecole d'acqua in tutta la cucina che per mettere tutte le molecole d'acqua nella pentola. La maggior parte delle sostanze diventa gas a temperature sufficientemente elevate, dato uno spazio vuoto sufficiente. La maggior parte delle sostanze si espande all'aumentare della temperatura.

L'aggiunta di distanza tra le molecole non è l'unico modo per aumentare l'entropia, il che spiega l'eccezione dello scioglimento del ghiaccio. L'entropia può anche aumentare rendendo la disposizione delle molecole e il loro orientamento più disordinati. L'acqua liquida ha più entropia del ghiaccio non perché le molecole siano più distanti, ma perché sono disposte e orientate in modo più casuale.

Per prima cosa devi capire che le molecole si muovono casualmente nella materia. Quando le riscaldi, essenzialmente dai loro energia cinetica che aumenta la loro velocità e quindi la distanza tra le molecole aumenta, il che implica che le forze interatomiche diminuiscono, portando a un cambiamento di stato da da solido a liquido La differenza fondamentale tra solido, basso e gas è che le molecole nei gas hanno più energia cinetica del liquido che ne ha più del solido.