Ποιες μεταφορές ενέργειας υπάρχουν όταν πάγωμα νερού;

Ακολουθεί μια κατανομή των ενεργειακών μεταφορών που εμπλέκονται όταν παγώνει το νερό:

1. Μεταφορά θερμικής ενέργειας:

* από το νερό: Καθώς το νερό ψύχεται, χάνει θερμική ενέργεια στο περιβάλλον του. Αυτή η θερμική ενέργεια μεταφέρεται μακριά με αγωγιμότητα, μεταφορά ή ακτινοβολία.

* στο περιβάλλον: Το περιβάλλον (αέρα, δοχείο κ.λπ.) κερδίζει θερμική ενέργεια, αυξάνοντας τη θερμοκρασία τους.

2. Μεταφορά ενέργειας αλλαγής φάσης:

* Εσωτερική μεταφορά ενέργειας: Όταν το νερό παγώνει, αλλάζει από μια υγρή κατάσταση σε στερεά κατάσταση (πάγος). Αυτή η αλλαγή φάσης απαιτεί τα μόρια του νερού να επιβραδύνουν και να εγκατασταθούν σε μια πιο διατεταγμένη, κρυσταλλική δομή. Αυτή η διαδικασία απορροφά ενέργεια από το νερό, παρόλο που η θερμοκρασία παραμένει σταθερή στο σημείο κατάψυξης (0 ° C ή 32 ° F). Αυτή η απορροφημένη ενέργεια είναι γνωστή ως η λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης .

Συνοπτικά:

* Το νερό χάνει θερμική ενέργεια στο περιβάλλον του καθώς δροσίζει.

* Στο σημείο κατάψυξης, τα μόρια νερού χάνουν την εσωτερική ενέργεια για να μεταβαίνουν σε στερεά κατάσταση (πάγος), παρόλο που η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Αυτή η ενέργεια απορροφάται ως λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης.

Βασικά σημεία:

* Η κατάψυξη είναι μια εξωθερμική διαδικασία: Παρόλο που το νερό απορροφά την ενέργεια κατά τη διάρκεια της αλλαγής φάσης, η συνολική διαδικασία απελευθερώνει θερμότητα στο περιβάλλον. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορείτε να αισθανθείτε το κρύο όταν σχηματίζεται πάγος.

* Η ποσότητα της μεταφοράς ενέργειας εξαρτάται από τη μάζα του νερού: Περισσότερο νερό απαιτεί περισσότερη ενέργεια για να παγώσει.

* Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια της αλλαγής φάσης: Η θερμική ενέργεια που απορροφάται κατά τη διάρκεια της κατάψυξης χρησιμοποιείται για να αλλάξει την κατάσταση της ύλης, όχι για την αύξηση της θερμοκρασίας.