Γιατί η θερμοκρασία ουσιών παραμένει ίδια όταν αλλάζει την κατάσταση της;

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η θερμοκρασία μιας ουσίας * δεν είναι αναγκαστικά η ίδια όταν αλλάζει κατάσταση. Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί μερικές φορές φαίνεται έτσι και η πραγματική διαδικασία:

Η εσφαλμένη αντίληψη:

Η ιδέα ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής κατάστασης προέρχεται από μια κοινή παρατήρηση:όταν θερμαίνετε τον πάγο, λιώνει, αλλά η θερμοκρασία παραμένει στους 0 ° C (32 ° F) έως ότου λιώνει όλος ο πάγος. Παρομοίως, το βραστό νερό παραμένει στους 100 ° C (212 ° F) έως ότου όλο το νερό έχει μετατραπεί σε ατμό.

Η πραγματικότητα:

Η ενέργεια που προσθέτετε κατά τη διάρκεια αυτών των αλλαγών φάσης δεν αυξάνει την * θερμοκρασία * της ουσίας. Αντ 'αυτού, σπάει τους δεσμούς μεταξύ των μορίων, επιτρέποντας στην ουσία να αλλάξει τη φυσική της κατάσταση. Δείτε πώς λειτουργεί:

* Θερμότητα σύντηξης: Η ενέργεια που απαιτείται για να λιώσει ένα στερεό σε ένα υγρό ονομάζεται "θερμότητα σύντηξης". Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η ενέργεια πηγαίνει στο σπάσιμο των άκαμπτων δεσμών που κρατούν τα μόρια σε μια σταθερή δομή πλέγματος. Τα μόρια είναι τώρα ελεύθερα να κινούνται, αλλά η μέση κινητική τους ενέργεια (η οποία καθορίζει τη θερμοκρασία) δεν αυξάνεται.

* Θερμότητα εξάτμισης: Η ενέργεια που απαιτείται για την εξατμισμό ενός υγρού σε ένα αέριο ονομάζεται "θερμότητα εξάτμισης". Αυτή η ενέργεια σπάει τους ασθενέστερους δεσμούς που συγκρατούν τα υγρά μόρια μαζί, επιτρέποντάς τους να ξεφύγουν από την αέρια κατάσταση. Και πάλι, η ενέργεια πηγαίνει στην αλλαγή της κατάστασης, χωρίς να αυξάνει την κινητική ενέργεια (θερμοκρασία).

Παράδειγμα:

Φανταστείτε μια κατσαρόλα νερού σε μια σόμπα. Όταν ενεργοποιείτε τη φωτιά, το νερό αρχίζει να απορροφά ενέργεια. Αυτή η ενέργεια αυξάνει την κινητική ενέργεια των μορίων του νερού και η θερμοκρασία αυξάνεται. Όμως, όταν το νερό φτάσει στους 100 ° C, η πρόσθετη ενέργεια πηγαίνει στο σπάσιμο των δεσμών μεταξύ των μορίων του νερού, αλλάζοντας το νερό από ένα υγρό σε αέριο (ατμός). Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας βρασμού, η θερμοκρασία παραμένει στους 100 ° C, παρόλο που συνεχίζετε να προσθέτετε θερμότητα.

Περίληψη:

* Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων.

* Κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης, η είσοδος ενέργειας σπάει τους δεσμούς μεταξύ των μορίων, δεν αυξάνει την κινητική τους ενέργεια.

* Ως εκ τούτου, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης έως ότου ολόκληρη η ουσία έχει αλλάξει την κατάστασή της.