Τι συμβαίνει με τη θερμική ενέργεια όταν η ύλη αλλάζει από την άλλη κατάσταση;

Ακολουθεί μια κατανομή του τρόπου αλλαγής της θερμικής ενέργειας κατά τη διάρκεια των αλλαγών κατάστασης:

Βασικές έννοιες

* Θερμική ενέργεια: Η συνολική εσωτερική ενέργεια μιας ουσίας λόγω της τυχαίας κίνησης των ατόμων ή των μορίων της.

* Αλλαγές κατάστασης: Μεταβάσεις μεταξύ στερεών, υγρών και φυσικών καταστάσεων. Αυτές οι μεταβάσεις περιλαμβάνουν αλλαγές στη διάταξη και την κίνηση των μορίων.

Τι συμβαίνει με τη θερμική ενέργεια κατά τη διάρκεια των αλλαγών κατάστασης

* τήξη (στερεό έως υγρό): Η θερμική ενέργεια απορροφάται από την ουσία. Αυτή η ενέργεια σπάει τους άκαμπτους δεσμούς μεταξύ των μορίων στο στερεό, επιτρέποντάς τους να κινούνται πιο ελεύθερα και να μεταβαίνουν σε υγρή κατάσταση.

* κατάψυξη (υγρό έως στερεό): Η θερμική ενέργεια απελευθερώνεται από την ουσία. Καθώς τα μόρια επιβραδύνουν, σχηματίζουν ισχυρότερους δεσμούς, γίνονται πιο σφιχτά γεμάτοι σε μια σταθερή δομή.

* Εξάτμιση (υγρό έως αέριο): Η θερμική ενέργεια απορροφάται από την ουσία. Αυτή η ενέργεια ξεπερνά τις διαμοριακές δυνάμεις που συγκρατούν το υγρό μαζί, επιτρέποντας στα μόρια να ξεφύγουν στην αέρια φάση.

* συμπύκνωση (αέριο έως υγρό): Η θερμική ενέργεια απελευθερώνεται από την ουσία. Καθώς τα μόρια αερίου χάνουν ενέργεια, επιβραδύνουν, έρχονται πιο κοντά και σχηματίζουν μια υγρή κατάσταση.

* εξάχνωση (στερεό έως αέριο): Η θερμική ενέργεια απορροφάται. Αυτή η διαδικασία παρακάμπτει την υγρή κατάσταση. Αρκετή ενέργεια απορροφάται για να σπάσει άμεσα τους δεσμούς στο στερεό και να επιτρέψει στα μόρια να ξεφύγουν στην αέρια φάση.

* απόθεση (αέριο προς στερεό): Η θερμική ενέργεια απελευθερώνεται. Αυτό είναι το αντίθετο της εξάχνωσης. Τα μόρια αερίου χάνουν ενέργεια και μεταβαίνουν άμεσα σε στερεά κατάσταση.

Σημαντικές σημειώσεις:

* Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή: Κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης, η θερμοκρασία της ουσίας παραμένει σταθερή, παρόλο που η θερμότητα προστίθεται ή αφαιρεθεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ενέργεια χρησιμοποιείται για να σπάσει ή να σχηματίσει δεσμούς, όχι για να αυξήσει την κινητική ενέργεια των μορίων.

* Λανθάνουσα θερμότητα: Η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για να αλλάξει η κατάσταση μιας ουσίας σε σταθερή θερμοκρασία ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα της μετάβασης. Για παράδειγμα, η λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης είναι η ενέργεια που απαιτείται για να λιώσει ένα στερεό και η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης είναι η ενέργεια που απαιτείται για την εξατμισμό ενός υγρού.

Συνοπτικά

Η θερμική ενέργεια διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στις αλλαγές κατάστασης. Η απορρόφηση ή η απελευθέρωση της θερμικής ενέργειας υπαγορεύει εάν τα μόρια γίνονται πιο κινητά και εξαπλωμένα (τήξη, εξάτμιση, εξάχνωση) ή γίνονται λιγότερο κινητά και πακέτα πιο κοντά (κατάψυξη, συμπύκνωση, εναπόθεση).