Vous avez déjà vu de nombreux changements de phase, que vous le sachiez ou non. En particulier, vous êtes probablement plus familier avec les changements de phase que l'eau subit. Vous avez probablement fait bouillir de l'eau pour faire des pâtes. Ou de l'eau gelée solide pour faire de la glace. Vous avez probablement même déjà vu du givre sur l'herbe en hiver.
Tous ces changements dans la phase de l'eau s'accompagnent soit d'une entrée soit d'une sortie de Chauffer, il s'agit donc soit d'une réaction endothermique, soit d'une réaction exothermique.
Le changement d'énergie accompagne tous les changements de phase
La question s'ensuit alors, quel genre de changement dans énergie accompagne chaque changement de phase? Pour comprendre cela, pensez au mouvement des particules dans chaque phase. Vous devez également penser à la façon dont les molécules sont attirées les unes par les autres au cours de la phase.
Les solides contiennent des particules qui ne bougent pas autant qu'un liquide ou un gaz. Ils ont un certain mouvement thermique, mais clairement pas la même quantité qu'un liquide ou un gaz. Ce n'est qu'après avoir ajouté de l'énergie (ou de la chaleur) que ces particules commencent à se déplacer plus rapidement.
Pensez à un morceau de glace. Les molécules d'eau dans le morceau de glace ne bougent pas beaucoup jusqu'à ce que l'eau commence à fondre. Qu'est-ce qui permet à l'eau de fondre? Eh bien, c'est un ajout de chaleur.
Et quand tu fais bouillir de l'eau? Vous devez mettre l'eau sur une flamme afin d'ajouter de la chaleur au système et faire bouillir l'eau afin de produire de la vapeur d'eau.
Cet apport d'énergie est également suffisant pour vaincre les forces d'attraction qui maintiennent les particules ensemble. L'eau est un bon exemple d'une substance qui a des forces intermoléculaires substantielles qui la maintiennent ensemble. L'eau aime se coller à elle-même grâce à la liaison hydrogène. Ainsi, l'énergie qui est introduite doit être suffisante pour que les molécules cessent de se coller autant.
Cela signifie que lorsque vous passez du solide au liquide au gaz, tous les changements de phase qui l'accompagnent nécessitent un apport de chaleur. Ainsi, ces changements de phase sont un exemple de réaction endothermique.
D'autre part, passer du gaz au liquide au solide nécessite l'inverse: la chaleur doit être libérée. Ces changements de phase sont appelés réactions exothermiques.
Afin de transformer de l'eau liquide en glace, vous devez mettre l'eau dans un environnement froid afin que la chaleur quitte l'eau. Ce n'est qu'alors que l'eau gèlera.
Lorsque votre main touche la vapeur, vous ressentez de la chaleur car la vapeur se condense immédiatement au contact de votre peau. La libération d'énergie est ressentie sous forme de chaleur lorsque la vapeur d'eau passe à l'eau.
Exothermique vs. Endothermique
Voici comment classer les changements de phase comme endothermiques ou exothermiques :
Nom du changement de phase: Gelé
- Phase: Liquide à solide
- Changement d'énergie: exothermique
- Exemple: eau gelée
Nom du changement de phase: Fusion
- Phase: Solide à liquide
- Changement d'énergie: endothermique
- Exemple: fonte des glaces
Nom du changement de phase: Condensation
- Phase: Gaz à liquide
- Changement d'énergie: exothermique
- Exemple: La vapeur d'eau brûle
Nom du changement de phase: Évaporation
- Phase: Liquide à gaz
- Changement d'énergie: endothermique
- Exemple: faire bouillir de l'eau
Nom du changement de phase: Sublimation
- Phase: Solide à gaz
- Changement d'énergie: endothermique
- Exemple: glace carbonique
Nom du changement de phase: Déposition
- Phase: Gaz à solide
- Changement d'énergie: exothermique
- Exemple: formation de givre
Une bonne façon de se souvenir de tout cela est que les changements de phase opposés ont des besoins énergétiques opposés. Si vous savez que du solide au liquide au gaz nécessite l'ajout de chaleur (endothermique), cela signifie que vous savez que passer du gaz au liquide au solide nécessite l'élimination de la chaleur (exothermique).
Conseils
Lors du passage d'un état plus ordonné à un état moins ordonné, le processus est exothermique. En passant d'un état moins ordonné à un état plus ordonné, le processus est endothermique.