Τι κάνει η θερμική ενέργεια σε ένα υλικό;
1. Αλλαγή θερμοκρασίας:
* αύξηση της θερμοκρασίας: Η πιο άμεση επίδραση της θερμικής ενέργειας είναι η αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμική ενέργεια προκαλεί τα μόρια μέσα στο υλικό να δονείται γρηγορότερα και να κινούνται πιο έντονα.
* Μείωση της θερμοκρασίας: Αντίθετα, η αφαίρεση της θερμικής ενέργειας προκαλεί επιβράδυνση των μορίων, με αποτέλεσμα χαμηλότερη θερμοκρασία.
2. Αλλαγές στην κατάσταση:
* τήξη: Η προσθήκη επαρκούς θερμικής ενέργειας σε ένα στερεό μπορεί να προκαλέσει να λιώσει σε ένα υγρό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμική ενέργεια ξεπερνά τις δυνάμεις που κρατούν τα μόρια σε μια άκαμπτη δομή, επιτρέποντάς τους να κινούνται πιο ελεύθερα.
* Βρασμό/εξάτμιση: Η περαιτέρω θέρμανση ενός υγρού μπορεί να προκαλέσει βράση και να μετατραπεί σε αέριο. Η θερμική ενέργεια παρέχει αρκετή ενέργεια για τα μόρια να απελευθερώνονται από την επιφάνεια του υγρού και να εισέλθουν στην αέρια κατάσταση.
* εξάχνωση: Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα στερεό μπορεί να αλλάξει άμεσα σε ένα αέριο χωρίς να περάσει από την υγρή φάση. Αυτό ονομάζεται εξάχνωση και συμβαίνει όταν η θερμική ενέργεια είναι επαρκής για να ξεπεραστεί οι δυνάμεις που συγκρατούν τα μόρια μαζί στη στερεά κατάσταση.
* συμπύκνωση: Όταν ένα αέριο ψύχεται, μπορεί να συμπυκνωθεί σε ένα υγρό. Τα μόρια χάνουν ενέργεια και επιβραδύνουν, επιτρέποντάς τους να συνδεθούν μαζί στην υγρή κατάσταση.
* κατάψυξη: Όταν ένα υγρό ψύχεται, μπορεί να παγώσει σε ένα στερεό. Τα μόρια επιβραδύνουν και σχηματίζουν μια πιο άκαμπτη δομή.
3. Αλλαγές στις ιδιότητες:
* επέκταση: Τα περισσότερα υλικά επεκτείνονται όταν θερμαίνονται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια κινούνται πιο μακριά καθώς κερδίζουν ενέργεια.
* Σύσπαση: Αντίθετα, τα περισσότερα υλικά συμβολίζονται όταν ψύχονται. Τα μόρια επιβραδύνουν και κινούνται πιο κοντά.
* Αλλαγές στην αγωγιμότητα: Η θερμική ενέργεια μπορεί να επηρεάσει την αγωγιμότητα των υλικών. Για παράδειγμα, τα μέταλλα γίνονται καλύτεροι αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
* Αλλαγές στη δύναμη: Ορισμένα υλικά, όπως ο χάλυβας, γίνονται ισχυρότερα όταν θερμαίνονται σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Ωστόσο, η υπερβολική θερμότητα μπορεί επίσης να αποδυναμώσει τα υλικά.
* Χημικές αντιδράσεις: Η θερμική ενέργεια μπορεί να προκαλέσει ή να επιταχύνει τις χημικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, το μαγείρεμα των τροφίμων περιλαμβάνει τη χρήση θερμικής ενέργειας για να αλλάξει η χημική του σύνθεση.
4. Άλλα αποτελέσματα:
* Μεταφορά θερμότητας: Η θερμική ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί από το ένα υλικό σε άλλο μέσω αγωγιμότητας, μεταφοράς ή ακτινοβολίας.
* Αλλαγές στο χρώμα: Ορισμένα υλικά αλλάζουν το χρώμα όταν θερμαίνονται. Για παράδειγμα, ένα κομμάτι χαρτί θα γίνει καφέ όταν θερμαίνεται σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία.
Συνοπτικά: Η θερμική ενέργεια διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό της κατάστασης και των ιδιοτήτων των υλικών. Μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στη θερμοκρασία, μεταβάσεις μεταξύ καταστάσεων, μεταβολές στις φυσικές ιδιότητες και ακόμη και χημικές αντιδράσεις.
