עקרונות המודל
לפי מודל החלקיקים, כל חומר — מוצק, נוזל או גז — בנוי מחלקיקים קטנים מאוד, שאי אפשר לראות. בין החלקיקים יש רווחים, ופועלים ביניהם כוחות משיכה. והכי חשוב: החלקיקים אף פעם לא עומדים במקום. הם תמיד זזים.
ההבדל בין מצבי הצבירה נובע מהמרחק בין החלקיקים ומחוזק המשיכה ביניהם. במוצק החלקיקים צפופים ומסודרים, ורק רוטטים במקומם, ולכן למוצק יש צורה קבועה. בנוזל החלקיקים קרובים זה לזה אבל יכולים להחליק זה על פני זה, ולכן הנוזל מקבל את צורת הכלי. בגז החלקיקים רחוקים מאוד זה מזה ונעים במהירות לכל הכיוונים, ולכן גז ממלא כל כלי שמכניסים אותו אליו.
חום וטמפרטורה
כשמחממים חומר, החלקיקים שלו מקבלים אנרגיה ונעים מהר יותר. הטמפרטורה היא בעצם מדד לתנועה הממוצעת של החלקיקים: ככל שהם נעים מהר יותר, הטמפרטורה גבוהה יותר. כשמקררים חומר, החלקיקים מאטים.
כך אפשר להסביר שינויים במצב הצבירה. כשמחממים קרח, החלקיקים רוטטים חזק יותר ויותר, עד שהם משתחררים מהסידור הקבוע — הקרח נמס. אם ממשיכים לחמם את המים, החלקיקים נעשים מהירים מספיק כדי להתנתק לגמרי זה מזה ולהפוך לאדים. חשוב להבין: החלקיקים עצמם לא משתנים. מולקולת מים נשארת מולקולת מים, בקרח, במים ובאדים.
התפשטות והתכווצות
כשחלקיקים נעים מהר יותר, הם תופסים יותר מקום, והרווחים ביניהם גדלים. לכן רוב החומרים מתפשטים כשמחממים אותם ומתכווצים כשמקררים אותם. החלקיקים עצמם לא גדלים — רק המרחק ביניהם.
לתופעה הזאת יש חשיבות רבה בהנדסה. בגשרים ובמסילות רכבת משאירים מרווחים קטנים, כדי שבימים חמים למתכת יהיה לאן להתפשט. כבלי חשמל נתלים רפויים מעט, כי בחורף הם מתכווצים. ובמדחום הנוזל עולה בצינור הדק כי הוא מתפשט כשהוא מתחמם.
יש גם יוצא דופן מפורסם: מים. כשמים קופאים לקרח הם דווקא מתפשטים, כי המולקולות מסתדרות במבנה מרווח. לכן קרח צף על מים, ולכן בקבוק מלא במים עלול להיסדק במקפיא.
פעפוע ולחץ של גז
פעפוע הוא התפשטות של חומר בתוך חומר אחר בזכות תנועת החלקיקים, בלי שאף אחד מערבב. כשמישהו מרסס בושם בפינת החדר, אחרי זמן קצר מריחים אותו בכל החדר. טיפת צבע מאכל במים מתפשטת לאט בכל הכוס — ובמים חמים היא מתפשטת מהר יותר, כי החלקיקים נעים מהר יותר.
גם הלחץ של גז מוסבר בעזרת המודל. חלקיקי הגז שבתוך בלון מתנגשים בלי הפסקה בדפנות ודוחפים אותן החוצה. אם מכניסים בלון למקרר, החלקיקים מאטים, פוגעים בדפנות בפחות עוצמה, והבלון מתכווץ. כשמוציאים אותו לחום — הוא מתנפח שוב.