Γιατί η συγκεκριμένη θερμική ικανότητα μιας ουσίας εξαρτάται από τη φάση;
1. Μοριακή διάταξη:
* Στερεό: Τα μόρια είναι στενά συσκευασμένα σε μια άκαμπτη, διατεταγμένη δομή. Δονείται γύρω από σταθερές θέσεις, αλλά η κίνηση τους είναι περιορισμένη.
* υγρό: Τα μόρια είναι πιο χαλαρά συσκευασμένα από ό, τι στα στερεά και μπορούν να κινούνται ελεύθερα. Έχουν περισσότερη μεταφραστική και περιστροφική κίνηση.
* αέριο: Τα μόρια είναι ευρέως διαχωρισμένα και κινούνται γρήγορα με υψηλή κινητική ενέργεια. Συχνά συγκρούονται, αλλά οι αλληλεπιδράσεις τους είναι ασθενέστερες από ό, τι σε υγρά ή στερεά.
2. Απορρόφηση ενέργειας:
* Στερεό: Όταν προσθέτετε θερμότητα σε ένα στερεό, η ενέργεια πηγαίνει κυρίως στην αύξηση της δονητικής ενέργειας των μορίων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα στερεά έχουν σχετικά χαμηλή ειδική θερμική ικανότητα.
* υγρό: Στα υγρά, η ενέργεια πηγαίνει τόσο σε αυξημένη μεταφραστική όσο και περιστροφική κίνηση των μορίων. Αυτό απαιτεί περισσότερη ενέργεια για την αύξηση της θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα υψηλότερη ειδική θερμική ικανότητα από τα στερεά.
* αέριο: Στα αέρια, η ενέργεια πηγαίνει στην αύξηση της μεταφραστικής κίνησης και των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων. Επειδή τα μόρια αερίου είναι πολύ μακριά και αλληλεπιδρούν ασθενώς, απαιτούν πολλή ενέργεια για να αυξήσουν τη θερμοκρασία τους, οδηγώντας στην υψηλότερη ειδική θερμική ικανότητα μεταξύ των τριών φάσεων.
3. Διαμοριακές δυνάμεις:
* Στερεό: Οι ενδομοριακές δυνάμεις είναι ισχυρές, κρατώντας τα μόρια σε σταθερή διάταξη. Αυτό απαιτεί πολλή ενέργεια για να χωρίσει τη δομή και τη μετάβαση σε μια υγρή φάση.
* υγρό: Οι ενδομοριακές δυνάμεις είναι πιο αδύναμες από ό, τι στα στερεά, επιτρέποντας στα μόρια να κινούνται ελεύθερα. Εξακολουθούν να παίζουν ρόλο στην επίδραση της ενέργειας που απαιτείται για τις αλλαγές στη θερμοκρασία.
* αέριο: Οι ενδομοριακές δυνάμεις είναι αμελητέες σε αέρια. Τα μόρια είναι ουσιαστικά ανεξάρτητα και η ενέργεια που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας σχετίζεται κυρίως με την κινητική ενέργεια των μορίων.
Συνοπτικά:
Η ειδική θερμική ικανότητα είναι ουσιαστικά ένα μέτρο της περιόδου ενέργειας για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας ουσίας. Η διάταξη, η κίνηση και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων σε διαφορετικές φάσεις επηρεάζουν δραστικά τον τρόπο με τον οποίο απορροφούν και αποθηκεύουν ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η συγκεκριμένη θερμική ικανότητα αλλάζει σημαντικά μεταξύ στερεών, υγρών και αερίων.
