Αλλαγή κατάστασης – Λανθάνουσα θερμότητα

Υπάρχουν διάφοροι τύποι αλλαγών καταστάσεων που συμβαίνουν στην καθημερινή μας ζωή τις οποίες παρατηρούμε στο περιβάλλον μας. Διαφορετικές μορφές κατάστασης μπορεί να είναι στερεάς κατάστασης, υγρής κατάστασης ή αέριας κατάστασης. Τα υλικά μπορούν να υπάρχουν σε οποιαδήποτε από τις μορφές και μπορούν να αλλάζουν μεταξύ των καταστάσεων τους. Όταν αλλάξουν, οι ιδιότητες των ουσιών θα αλλάξουν επίσης - αυτό δεν πρέπει να μας εκπλήσσει. Ωστόσο, εάν οι αλλαγές κατάστασης αντιστραφούν, οι ουσίες θα ανακτήσουν τις ιδιότητες που έπρεπε να ξεκινήσουν.

Στερεά κατάσταση

Όπως υποδηλώνει το όνομά του, το «στερεό» περιγράφει μια κατάσταση της ύλης στην οποία τα συστατικά σωματίδια είναι σφιχτά συσκευασμένα μεταξύ τους. Άτομα, όγκος, ιόντα και άλλα σωματίδια συστατικών μπορούν να βρεθούν σε ένα στερεό. Η μορφή, η μάζα και ο όγκος των στερεών πραγμάτων μπορεί να αποδοθούν στις ισχυρές και σύντομες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συστατικών τους σωματιδίων.

Κάθε φορά που το υλικό θερμαίνεται, απορροφά ενέργεια και θερμότητα. Τότε τα σωματίδια αναδιατάσσονται γιατί οι ελκτικές δυνάμεις δεν μπορούν πλέον να τα κρατήσουν σφιχτά.

Υγρή κατάσταση 

Το ίδιο συμβαίνει όταν το υγρό θερμαίνεται, οι ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων σπάνε, οδηγώντας τα να διασπαρούν ευρύτερα και να σχηματιστεί ένα αέριο. Ένα υγρό είναι ένα ρευστό που δεν μπορεί να συμπιεστεί σε ένα δοχείο, έχουν έναν τυπικό όγκο ανεξάρτητα από την αλλαγή πίεσης. Η ένταση είναι πάντα συγκεκριμένη εάν η θερμοκρασία και η πίεση δεν αλλάζουν

Βράσιμο:Υγρό προς Αέριο

Σημείο βρασμού:Θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό βράζει και μεταβάλλεται γρήγορα σε αέριο υπό ατμοσφαιρική πίεση

Αέρια κατάσταση

Ένα αέριο μπορεί να συμπιεστεί σε οποιαδήποτε μορφή δοχείου, θα βεβαιωθεί ότι το δοχείο είναι πλήρως κατειλημμένο με την ύλη του αερίου όταν καταστέλλεται σε αυτό. Το αέριο που πληρώνεται σε οποιαδήποτε μορφή δοχείου δεν έχει ακριβή όγκο ή σχήμα. Το υγρό μπορεί να μετατραπεί σε αέριο όταν θερμαίνεται σε σταθερή πίεση ή μειώνοντας την πίεση σε τυπική θερμοκρασία.

Τέσσερις λέξεις περιγράφουν αλλαγές στην κατάσταση

• Κατάψυξη

• Λιώσιμο

• Εξάτμιση

• Συμπύκνωση

Σκεφτείτε το τηγάνι με νερό που βράζει, παρατηρούμε όλες τις φυσαλίδες νερού. Αυτό συμβαίνει επειδή όλα τα σωματίδια έχουν αρκετή ενέργεια για να γίνουν αέρια, αλλά το νερό που στέκεται στο τηγάνι και δεν θερμαίνεται από τίποτα άλλο εκτός από το περιβάλλον μπορεί επίσης να επιστρέψει σε αέρια κατάσταση. Αυτό ονομάζεται εξάτμιση. Όλα τα σωματίδια στην επιφάνεια της ενέργειας πρέπει να αλλάξουν από υγρό σε αέριο, επομένως η εξάτμιση είναι μια πιο αργή διαδικασία από τον βρασμό, παρόλο που επιτυγχάνει μια πιο αργή αλλαγή κατάστασης και οι δύο είναι τύποι εξάτμισης. Το αντίθετο αυτής της εξάτμισης είναι η συμπύκνωση, η μετάβαση από το αέριο σε ένα υγρό. Για παράδειγμα, σκεφτείτε μια κρύα κονσέρβα αναψυκτικού σε μια ηλιόλουστη καιρική μέρα, αυτές τις σταγόνες νερού στο εξωτερικό ή το γρασίδι δροσιάς το πρωί ή έναν αχνισμένο καθρέφτη μετά από ένα ζεστό μπάνιο, ακόμα και τα σύννεφα στον ουρανό ή ένα ομιχλώδες παρμπρίζ. το αυτοκίνητο αυτά είναι παραδείγματα συμπύκνωσης.

Ας εξετάσουμε τη μετάβαση μεταξύ στερεών σε υγρές καταστάσεις

Τήξη και κατάψυξη

Τήξη:Στερεό έως υγρό

Σημείο τήξης:Η θερμοκρασία όταν το στερεό αρχίζει να λιώνει  και μεταβάλλεται σε υγρή κατάσταση σε ατμοσφαιρική πίεση (η θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για να ξεπεραστούν οι ισχυρές δυνάμεις έλξης)

Σκεφτείτε τον αρκτικό θαλάσσιο πάγο, το καλοκαίρι, όταν οι θερμοκρασίες του αέρα είναι υψηλότερες, παρατηρείται περισσότερη θερμική ενέργεια από τον πάγο. Αυτό προκαλεί τη διάσπαση των δεσμών μεταξύ των μορίων του πάγου και του νερού και στη συνέχεια ο πάγος αρχίζει να λιώνει σε αυτήν την κατάσταση ο στερεός πάγος γίνεται υγρό νερό, αλλά το χειμώνα οι θερμοκρασίες του αέρα είναι πιο κρύες, το θαλασσινό νερό παγώνει και ο πάγος αρχίζει να σχηματίζεται ξανά στο νερό. Υπάρχει λιγότερη θερμική ενέργεια μέσα στον πάγο και συγκρατείται μαζί για να σχηματιστεί περισσότερος πάγος. Υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου μια στερεή κατάσταση μεταφέρεται απευθείας σε μια αέρια κατάσταση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται εξάχνωση, αυτό μπορεί να αποδειχθεί από συγκεκριμένα υλικά όπως το στερεό διοξείδιο του άνθρακα γνωστό και ως ξηρός πάγος όταν υποβληθεί σε συγκεκριμένη πίεση θα μετατρέψει την αλλαγή κατάστασης απευθείας σε αέριο διοξείδιο του άνθρακα. Υγρό διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει, αλλά μόνο επειδή υπό υψηλή πίεση μια παρόμοια αέρια κατάσταση μπορεί να μετατραπεί σε στερεή κατάσταση όταν ψυχθεί, αυτό ονομάζεται εναπόθεση.

Λανθάνουσα θερμότητα

Η λανθάνουσα θερμότητα χρησιμοποιείται για να ξεπεραστεί η δύναμη της έλξης, όταν θερμαίνουμε αυξάνει την κινητική ενέργεια των μορίων αλλά όταν φτάσουμε στο σημείο κορεσμού όλη αυτή η θερμότητα είναι χρήσιμη για να ξεπεραστεί η δύναμη της έλξης, τότε συμβαίνει η αλλαγή της κατάστασης. Στο σημείο της λανθάνουσας θερμότητας η κινητική ενέργεια δεν αυξάνεται, όλη αυτή η θερμότητα χρησιμοποιείται για να ξεπεραστεί η δύναμη της έλξης με άλλα λόγια λανθάνουσα σημαίνει κρυμμένη. Όλα είναι κρυμμένα στην ουσία.

Το Latent σημαίνει κρυφό επειδή αυτή η θερμότητα δεν εκδηλώνεται εξωτερικά ως αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτή τη θερμότητα ονομάζουμε λανθάνουσα θερμότητα ή κρυφή θερμότητα. Υπήρχε αλλαγή κατάστασης από πάγο σε νερό ή από νερό σε ατμό η θερμική ενέργεια που παρατηρήθηκε δεν εκδηλώθηκε πλήρως. Κάτι παρόμοιο θα συμβεί εάν το νερό παγώσει σε πάγο ή το νερό συμπυκνωθεί σε νερό, η θερμότητα που θα απελευθερωθεί δεν θα εκδηλωθεί εξωτερικά ως αύξηση ή πτώση της θερμοκρασίας

Συμπέρασμα

Συμπερασματικά, οποιαδήποτε ουσία υπάρχει σε μια συγκεκριμένη μορφή και η ύλη της μπορεί να αλλάξει σε οποιαδήποτε συγκεκριμένη κατάσταση με βάση μια διαδικασία όπως συζητήθηκε παραπάνω. Το νερό μπορεί να εκφραστεί σε τρεις καταστάσεις:όταν το νερό είναι σε στερεή κατάσταση ονομάζεται πάγος και όταν το ίδιο νερό είναι σε θερμοκρασία δωματίου ονομάζεται υγρή κατάσταση και όταν βράζετε το νερό με νερό υψηλής θερμοκρασίας εξατμίζεται και αυτός ο ατμός ονομάζεται αέρια κατάσταση.

Τα βήματα που ακολουθούνται είναι:Ο πάγος παίρνει θερμική ενέργεια -> η κινητική ενέργεια των σωματιδίων του πάγου αυξάνεται -> η ταχύτητα των σωματιδίων αυξάνεται -> ο διασωματιδιακός χώρος του πάγου αυξάνεται -> η δύναμη έλξης μεταξύ των σωματιδίων μειώνεται -> ο πάγος μετατρέπεται σε νερό. /P>