Πόσο διαφορετική ουσία αντιδρά με τη θερμότητα;
Φυσικές αλλαγές:
* στερεά:
* τήξη: Τα περισσότερα στερεά θα λιώσουν όταν θερμαίνονται, μεταβαίνουν από μια άκαμπτη κατάσταση σε ένα υγρό. Η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει αυτό ονομάζεται σημείο τήξης.
* εξάχνωση: Ορισμένα στερεά μπορούν να μεταβαίνουν απευθείας από ένα στερεό σε αέριο χωρίς να περάσουν από μια υγρή φάση. Αυτό ονομάζεται εξάχνωση. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ξηρό πάγο (στερεό CO2) και ιώδιο.
* επέκταση: Τα περισσότερα στερεά επεκτείνονται όταν θερμαίνονται λόγω της αυξημένης μοριακής κίνησης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι δρόμοι έχουν αρθρώσεις επέκτασης για να αποτρέψουν τις ρωγμές.
* υγρά:
* Βρασμό: Τα υγρά θα βράζουν όταν θερμαίνονται στο σημείο βρασμού τους, μεταφέροντας ένα αέριο. Το σημείο βρασμού εξαρτάται από την πίεση.
* εξάτμιση: Τα υγρά μπορούν να εξατμιστούν σε θερμοκρασίες κάτω από το σημείο βρασμού τους λόγω της διαφυγής των μορίων από την επιφάνεια. Αυτή είναι μια πιο αργή διαδικασία από το βρασμό.
* επέκταση: Τα υγρά επεκτείνονται επίσης όταν θερμαίνονται, αλλά λιγότερο από τα στερεά.
* Αέρια:
* επέκταση: Τα αέρια είναι εξαιρετικά συμπιεσμένα και επεκτείνονται σημαντικά όταν θερμαίνονται. Αυτή είναι η αρχή πίσω από τα μπαλόνια ζεστού αέρα.
* Αύξηση πίεσης: Η θέρμανση ενός αερίου σε ένα κλειστό δοχείο θα αυξήσει την πίεση του.
Χημικές αλλαγές:
* αποσύνθεση: Ορισμένες ουσίες καταρρέουν σε απλούστερες ενώσεις όταν θερμαίνονται. Για παράδειγμα, η σόδα ψησίματος (διττανθρακικό νάτριο) αποσυντίθεται σε ανθρακικό νάτριο, νερό και διοξείδιο του άνθρακα όταν θερμαίνεται.
* καύση: Αυτή είναι μια ταχεία αντίδραση που παράγει θερμότητα και φως. Περιλαμβάνει την αντίδραση μιας ουσίας με οξυγόνο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν καύση ξύλου ή φυσικού αερίου.
* Οξείδωση: Αυτή είναι μια βραδύτερη αντίδραση που περιλαμβάνει την απώλεια ηλεκτρονίων από μια ουσία. Μπορεί να επιταχυνθεί με θερμότητα. Για παράδειγμα, η σκουριά του σιδήρου είναι μια μορφή οξείδωσης που επιταχύνεται από υψηλές θερμοκρασίες.
* Χημικές αντιδράσεις: Πολλές χημικές αντιδράσεις απαιτούν τη διεξαγωγή θερμότητας. Αυτές οι αντιδράσεις είναι γνωστές ως ενδοθερμικές αντιδράσεις.
Άλλες εκτιμήσεις:
* Ειδική θερμική χωρητικότητα: Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου. Οι διαφορετικές ουσίες έχουν διαφορετικές ειδικές δυνατότητες θερμότητας. Το νερό έχει υψηλή ειδική θερμική χωρητικότητα, που σημαίνει ότι χρειάζεται πολλή ενέργεια για να αυξήσει τη θερμοκρασία του.
* Θερμική αγωγιμότητα: Την ικανότητα μιας ουσίας να διεξάγει θερμότητα. Τα μέταλλα είναι καλοί θερμικοί αγωγοί, ενώ τα υλικά όπως το ξύλο είναι κακοί αγωγοί.
* Αλλαγές φάσης: Όταν μια ουσία αλλάζει φάση (π.χ., από στερεό σε υγρό), απορροφά ή απελευθερώνει θερμική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης (τήξη) ή εξάτμιση (βρασμός).
Παραδείγματα:
* Λήψη πάγου: Όταν θερμαίνετε πάγο, λιώνει σε υγρό νερό. Αυτή είναι μια φυσική αλλαγή.
* καύση ξύλου: Η καύση ξύλου είναι μια χημική αλλαγή που περιλαμβάνει καύση.
* Νερό θέρμανσης: Όταν θερμαίνετε το νερό, επεκτείνεται και μπορεί τελικά να βράσει. Αυτές είναι φυσικές αλλαγές.
* ψωμί ψησίματος: Το ψωμί ψησίματος περιλαμβάνει χημικές αντιδράσεις που ενεργοποιούνται από τη θερμότητα. Η ζύμη αλλάζει σε ένα ψωμί.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διαφορετικές ουσίες αντιδρούν στη θερμότητα είναι ζωτικής σημασίας σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της χημείας, της φυσικής, της μηχανικής και του μαγειρέματος.
