Τι συμβαίνει με την ενέργεια όταν η αλλαγή του νερού σχηματίζεται μια άλλη φάση;
Αλλαγές ενέργειας και φάσης
* Η ενέργεια απορροφάται ή απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια αλλαγών φάσης. Αυτές οι αλλαγές ονομάζονται endothermic (Η ενέργεια απορροφάται) ή εξωθερμική (Η ενέργεια απελευθερώνεται).
Ειδικά παραδείγματα
* τήξη (στερεό έως υγρό): Η ενέργεια απορροφάται για να σπάσει τους δεσμούς που συγκρατούν μόρια νερού σε μια άκαμπτη δομή (ICE). Αυτή η ενέργεια αυξάνει την κινητική ενέργεια των μορίων, επιτρέποντάς τους να κινούνται πιο ελεύθερα και να γίνουν υγρά.
* κατάψυξη (υγρό έως στερεό): Η ενέργεια απελευθερώνεται καθώς τα μόρια του νερού επιβραδύνουν και σχηματίζουν μια πιο διατεταγμένη δομή (ICE). Η ενέργεια χάνεται στο περιβάλλον.
* εξάτμιση (υγρό έως αέριο): Η ενέργεια απορροφάται για να ξεπεράσει τις ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων του νερού, επιτρέποντάς τους να ξεφύγουν από την αέρια φάση (υδρατμός).
* συμπύκνωση (αέριο έως υγρό): Η ενέργεια απελευθερώνεται καθώς τα μόρια υδρατμών χάνουν ενέργεια και επιβραδύνουν, σχηματίζοντας σταγονίδια υγρού νερού.
Βασικές έννοιες
* Λανθάνουσα θερμότητα: Η ποσότητα ενέργειας που απορροφάται ή απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα. Η λανθάνουσα θερμότητα της σύντηξης ισχύει για την τήξη/κατάψυξη και η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης ισχύει για την εξάτμιση/συμπύκνωση.
* Χωρίς αλλαγή θερμοκρασίας: Κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης, η θερμοκρασία της ουσίας παραμένει σταθερή. Όλη η ενέργεια χρησιμοποιείται για το σπάσιμο ή τη δημιουργία δεσμών, όχι για την αύξηση της θερμοκρασίας.
Συνοπτικά
Η ενέργεια διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στις αλλαγές στη φάση. Το νερό απορροφά την ενέργεια όταν αλλάζει από ένα στερεό σε ένα υγρό ή από υγρό σε αέριο. Απελευθερώνει ενέργεια όταν αλλάζει από ένα αέριο σε ένα υγρό ή από ένα υγρό σε ένα στερεό. Αυτή η μεταφορά ενέργειας είναι σημαντική για πολλές φυσικές διεργασίες, όπως τα πρότυπα καιρού και ο κύκλος του νερού.
