Τι αλλάζει η φάση της μοριακής κίνησης;
Βασικές έννοιες:
* Μοριακή κίνηση: Τα μόρια είναι συνεχώς σε κίνηση. Ο τύπος κίνησης (δόνηση, περιστροφή, μετάφραση) και η μέση ταχύτητα των μορίων εξαρτώνται από τη θερμοκρασία.
* Αλλαγές φάσης: Αυτές είναι μεταβάσεις μεταξύ των καταστάσεων της ύλης:
* Στερεό: Τα μόρια είναι σφιχτά συσκευασμένα και δονείται σε σταθερές θέσεις.
* υγρό: Τα μόρια είναι πιο κοντά από ό, τι σε ένα αέριο, αλλά μπορούν να κινηθούν πιο ελεύθερα.
* αέριο: Τα μόρια είναι πολύ μακριά και κινούνται γρήγορα προς όλες τις κατευθύνσεις.
Πώς αλλάζει η μοριακή κίνηση κατά τη διάρκεια των αλλαγών φάσης:
* τήξη: Καθώς ένα στερεό απορροφά τη θερμότητα, τα μόρια του δονείται γρηγορότερα. Όταν τα μόρια δονείται αρκετά για να ξεπεράσουν τις δυνάμεις που τους κρατούν σε σταθερή θέση, το στερεό λιώνει σε ένα υγρό.
* κατάψυξη: Καθώς ένα υγρό χάνει θερμότητα, τα μόρια του επιβραδύνουν. Όταν επιβραδύνουν αρκετά για να κρατηθούν σε σταθερές θέσεις, το υγρό παγώνει σε ένα στερεό.
* Βρασμό/εξάτμιση: Καθώς ένα υγρό απορροφά τη θερμότητα, τα μόρια του κινούνται ταχύτερα. Όταν αρκετά μόρια κερδίζουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν τις δυνάμεις που τους κρατούν στο υγρό, ξεφεύγουν από την αέρια φάση (βρασμό). Αυτό μπορεί επίσης να συμβεί στην επιφάνεια ενός υγρού (εξάτμιση).
* συμπύκνωση: Καθώς ένα αέριο χάνει θερμότητα, τα μόρια του επιβραδύνουν. Όταν επιβραδύνουν αρκετά για να προσελκύονται ο ένας στον άλλο και να συμπυκνώσουν σε ένα υγρό.
* εξάχνωση: Ορισμένες ουσίες μπορούν να μεταβαίνουν άμεσα από ένα στερεό σε αέριο (όπως ο ξηρός πάγος). Αυτό συμβαίνει όταν τα μόρια κερδίζουν αρκετή ενέργεια για να ξεφύγουν από τη στερεά κατάσταση χωρίς να γίνουν πρώτα υγρό.
* εναπόθεση: Αυτό είναι το αντίθετο της εξάχνωσης, όπου ένα αέριο μεταβαίνει άμεσα σε ένα στερεό.
Συνοπτικά:
Οι αλλαγές φάσης καθοδηγούνται από αλλαγές στην ενέργεια των μορίων. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα μόρια κινούνται ταχύτερα και ο μέσος διαχωρισμός τους αυξάνεται. Αντίθετα, καθώς μειώνεται η θερμοκρασία, τα μόρια κινούνται βραδύτερα και ο μέσος διαχωρισμός τους μειώνεται. Αυτές οι αλλαγές στη μοριακή κίνηση και τον διαχωρισμό είναι άμεσα υπεύθυνες για τις μεταβάσεις μεταξύ των καταστάσεων της ύλης.