Jūs jau iepriekš esat redzējis daudzas fāzes izmaiņas neatkarīgi no tā, vai jūs to zināt vai nē. Jo īpaši jūs, iespējams, visvairāk pārzināt fāzes izmaiņas, kurām ūdens iet cauri. Jūs, iespējams, esat vārījis ūdeni, lai pagatavotu makaronus. Vai arī saldēts ūdens ir ciets, lai izveidotu ledu. Jūs, iespējams, ziemā esat redzējuši pat salnu uz zāles.
Visām šīm ūdens fāzes izmaiņām pievieno vai nu ievadi, vai izeju karstums, tātad tās ir vai nu endotermiska reakcija, vai arī eksotermiska reakcija.
Enerģijas maiņa pavada visas fāzes izmaiņas
Tad seko jautājums, kāda veida izmaiņas enerģija pavada katru fāzes maiņu? Lai to saprastu, padomājiet par daļiņu kustību katrā fāzē. Jums arī jādomā par to, cik fāzes molekulas viena otrai piesaista.
Cietās vielas satur daļiņas, kas tik daudz nepārvietojas kā šķidrums vai gāze. Viņiem ir zināma siltuma kustība, bet acīmredzami ne tikpat daudz kā šķidrums vai gāze. Tikai pēc enerģijas (vai siltuma) pievienošanas šīs daļiņas sāk pārvietoties ātrāk.
Padomājiet par ledus gabalu. Ūdens molekulas ledus gabalā maz pārvietojas, kamēr ūdens sāk kust. Kas ļauj ūdenim izkausēt? Nu, tas ir siltuma papildinājums.
Kā ir ar ūdens vārīšanu? Ūdens jāuzliek virs liesmas, lai sistēmai pievienotu siltumu un lai ūdens uzvārītos, lai iegūtu ūdens tvaikus.
Ar šo enerģijas ieguldījumu pietiek arī, lai pārvarētu pievilcīgos spēkus, kas satur daļiņas kopā. Ūdens ir labs piemērs vielai, kurai ir būtiski starpmolekulāri spēki, kas to satur kopā. Ūdenim patīk pieķerties pie ūdeņraža savienojuma. Tādējādi ievadītajai enerģijai jābūt pietiekamai, lai molekulas vairs tik ļoti nepieļautu sevi.
Tas nozīmē, ka pārejot no cietas uz šķidrumu uz gāzi, visām pavadošajām fāžu izmaiņām ir nepieciešama siltuma padeve. Tādējādi šīs fāzes izmaiņas ir endotermiska reakcija.
No otras puses, pārejot no gāzes uz šķidrumu uz cietu, ir nepieciešams pretējs: siltums ir jāatbrīvo. Šīs fāzes izmaiņas sauc eksotermiskas reakcijas.
Lai šķidrumu padarītu par ledu, tas jāievieto aukstā vidē, lai siltums atstātu ūdeni. Tikai tad ūdens sasals.
Kad roka pieskaras tvaikam, jūs jūtat siltumu, jo, pieskaroties jūsu ādai, tvaiki uzreiz kondensējas. Enerģijas izdalīšanās ir jūtama tikpat siltumā, cik ūdens tvaiki nonāk ūdenī.
Eksotermiskais vs. Endotermisks
Lūk, kā klasificēt fāzes izmaiņas kā endotermiskas vai eksotermiskas:
Fāzes maiņas nosaukums: Sasalšana
- Fāze: šķidrs līdz ciets
- Enerģijas maiņa: eksotermiska
- Piemērs: ūdens sasalšana
Fāzes maiņas nosaukums: Kūst
- Fāze: no cietas līdz šķidrai
- Enerģijas maiņa: endotermiska
- Piemērs: Ledus kušana
Fāzes maiņas nosaukums: Kondensāts
- Fāze: gāze šķidrumam
- Enerģijas maiņa: eksotermiska
- Piemērs: Ūdens tvaiki sadedzina
Fāzes maiņas nosaukums: Iztvaicēšana
- Fāze: šķidrums līdz gāzei
- Enerģijas maiņa: endotermiska
- Piemērs: verdošs ūdens
Fāzes maiņas nosaukums: Sublimācija
- Fāze: cieta līdz gāzei
- Enerģijas maiņa: endotermiska
- Piemērs: sausais ledus
Fāzes maiņas nosaukums: Nosēdums
- Fāze: gāze līdz cietai daļai
- Enerģijas maiņa: eksotermiska
- Piemērs: sala veidošanās
Labs veids visu to atcerēties ir tas, ka pretējās fāzes izmaiņām ir pretējas enerģijas vajadzības. Ja jūs zināt, ka no cietas līdz šķidrai līdz gāzei ir nepieciešams pievienot siltumu (endotermisku), tas nozīmē, ka jūs zināt, ka pārejai no gāzes uz šķidrumu līdz cietai daļai ir nepieciešams noņemt siltumu (eksotermisku).
Padomi
Pārejot no vairāk sakārtota stāvokļa uz mazāk sakārtotu stāvokli, process ir eksotermisks. Pārejot no mazāk sakārtota stāvokļa uz vairāk sakārtotu stāvokli, process ir endotermisks.