Πώς η θερμική ενέργεια παράγει μια αλλαγή από μια κατάσταση ύλης στην άλλη;

Η θερμική ενέργεια ή η θερμότητα διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην αλλαγή της κατάστασης της ύλης. Δείτε πώς λειτουργεί:

τα βασικά:

* καταστάσεις ύλης: Η ύλη υπάρχει σε τρεις πρωτοβάθμιες καταστάσεις:στερεό, υγρό και αέριο. Αυτές οι καταστάσεις καθορίζονται από τη διάταξη και την κίνηση των σωματιδίων (άτομα ή μόρια).

* Κίνηση θερμικής ενέργειας και σωματιδίων: Η θερμική ενέργεια είναι η εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος που σχετίζεται με την κίνηση των σωματιδίων του. Όσο πιο θερμική ενέργεια έχει μια ουσία, τόσο ταχύτερα κινούνται τα σωματίδια της.

Οι μεταβάσεις:

* στερεό έως υγρό (τήξη): Όταν θερμαίνετε ένα στερεό, τα σωματίδια κερδίζουν θερμική ενέργεια και δονείται γρηγορότερα. Αυτή η αυξημένη δόνηση ξεπερνά τις ελκυστικές δυνάμεις που κρατούν τα σωματίδια σε μια άκαμπτη δομή. Το στερεό αρχίζει να μαλακώνει και τελικά λιώνει σε ένα υγρό.

* υγρό σε αέριο (βρασμός/εξάτμιση): Καθώς συνεχίζετε να ζεσταίνετε ένα υγρό, τα σωματίδια του κερδίζουν ακόμα περισσότερη θερμική ενέργεια. Κινούνται τόσο γρήγορα ώστε να ξεφεύγουν από την επιφάνεια, μετατρέποντας σε αέριο. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται βρασμό εάν εμφανίζεται σε συγκεκριμένη θερμοκρασία (το σημείο βρασμού) και την εξάτμιση εάν εμφανίζεται σε θερμοκρασίες κάτω από το σημείο βρασμού.

* ΑΕΤΕΣ ΣΤΟ ΥΙΟΚΤΗΡΙΟ (συμπύκνωση): Όταν ένα αέριο χάνει θερμική ενέργεια, τα σωματίδια του επιβραδύνουν. Οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων γίνονται ισχυρότερες, προκαλώντας τους να συσσωρεύονται μαζί και να σχηματίσουν ένα υγρό.

* υγρό έως στερεό (κατάψυξη): Καθώς ένα υγρό συνεχίζει να κρυώνει, τα σωματίδια του χάνουν θερμική ενέργεια και επιβραδύνουν. Τελικά γίνονται κλειδωμένοι σε μια σταθερή διάταξη, σχηματίζοντας ένα στερεό.

Σημαντικές εκτιμήσεις:

* Λανθάνουσα θερμότητα: Κατά τη διάρκεια των αλλαγών κατάστασης, η θερμική ενέργεια απορροφάται ή απελευθερώνεται, παρόλο που η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Αυτή η ενέργεια ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα και είναι απαραίτητο να σπάσει ή να σχηματιστεί οι δεσμοί μεταξύ των σωματιδίων.

* Πίεση: Η πίεση μπορεί επίσης να επηρεάσει τη θερμοκρασία στην οποία εμφανίζονται αλλαγές κατάστασης. Για παράδειγμα, το νερό βράζει σε χαμηλότερη θερμοκρασία σε υψηλότερα υψόμετρα λόγω χαμηλότερης ατμοσφαιρικής πίεσης.

Συμπερασματικά:

Η θερμική ενέργεια είναι ο βασικός οδηγός των αλλαγών κατάστασης στην ύλη. Με την προσθήκη ή την αφαίρεση της θερμότητας, μπορούμε να ελέγξουμε την κινητική ενέργεια των σωματιδίων και να καθορίσουμε εάν θα είναι στενά συσκευασμένα και άκαμπτα (στερεά), ελεύθερα κινούμενα (υγρά) ή διασκορπισμένα και ανεξάρτητα (φυσικό αέριο).