Τι συμβαίνει με την ενέργεια όταν η ύλη υφίσταται χημική ή φυσική αλλαγή;
Γενικές αρχές:
* Η ενέργεια διατηρείται: Η θεμελιώδη αρχή είναι ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας, ο οποίος δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, μετατρέπεται μόνο από τη μία μορφή στην άλλη.
* Αλλαγές ενέργειας: Οι αλλαγές στην ύλη συχνά περιλαμβάνουν είτε την απελευθέρωση είτε την απορρόφηση της ενέργειας.
* Exothermic vs. Endothermic:
* εξωθερμικές αντιδράσεις/αλλαγές: Απελευθερώστε ενέργεια στο περιβάλλον, συχνά ως θερμότητα, καθιστώντας το περιβάλλον πιο ζεστό.
* ενδοθερμικές αντιδράσεις/αλλαγές: Απορροφήστε ενέργεια από το περιβάλλον, συχνά παίρνοντας θερμότητα, καθιστώντας το περιβάλλον ψυχρότερο.
Χημικές αλλαγές:
* Breaking Bonds: Όταν οι χημικοί δεσμοί σπάνε, η ενέργεια απορροφάται (ενδοθερμική).
* σχηματίζοντας ομόλογα: Όταν σχηματίζονται νέοι χημικοί δεσμοί, απελευθερώνεται ενέργεια (εξώθερμη).
* Συνολική αλλαγή ενέργειας: Η συνολική μεταβολή της ενέργειας σε μια χημική αντίδραση εξαρτάται από τις σχετικές ποσότητες ενέργειας που απορροφάται και απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του σπάσματος και του σχηματισμού των δεσμών.
Παραδείγματα:
* καύση: Τα καύσιμα (π.χ. ξύλο, προπάνιο) είναι εξωθερμικά. Οι δεσμοί στα μόρια καυσίμου σπάζουν και οι νέοι δεσμοί σχηματίζονται με οξυγόνο, απελευθερώνοντας μια σημαντική ποσότητα θερμότητας και φωτός.
* φωτοσύνθεση: Τα φυτά απορροφούν την φωτεινή ενέργεια (ενδοθερμική) για να σπάσουν τα μόρια του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα και σχηματίζουν σάκχαρα.
Φυσικές αλλαγές:
* Αλλαγές φάσης: Οι αλλαγές στην κατάσταση της ύλης (στερεό, υγρό, αέριο) περιλαμβάνουν αλλαγές ενέργειας.
* τήξη &εξάτμιση: Ενδοθερμικές διεργασίες. Η ενέργεια απορροφάται για να ξεπεράσει τις ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων.
* Παίρεση &συμπύκνωση: Εξώθερμες διαδικασίες. Η ενέργεια απελευθερώνεται καθώς τα μόρια γίνονται πιο διατεταγμένα.
* Διάλυση: Η διάλυση μιας ουσίας σε έναν διαλύτη μπορεί να είναι είτε εξωθερμική είτε ενδοθερμική, ανάλογα με τις συγκεκριμένες ουσίες.
Παραδείγματα:
* πάγος τήξης: Ο πάγος απορροφά τη θερμότητα από το περιβάλλον για να λιώσει σε υγρό νερό.
* Νερό βρασμού: Το νερό απορροφά τη θερμότητα για να ξεπεράσει τις δυνάμεις που συγκρατούν τα υγρά μόρια μαζί και εξατμίζονται σε ατμό.
Συνοπτικά:
Η ενέργεια διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο τόσο στις χημικές όσο και στις φυσικές αλλαγές. Το αν η ενέργεια απορροφάται ή απελευθερώνεται εξαρτάται από τις συγκεκριμένες αλλαγές που συμβαίνουν στο θέμα. Η συνολική ποσότητα ενέργειας παραμένει σταθερή, αν και μπορεί να μετατραπεί από τη μία μορφή σε άλλη.
