Ați mai văzut multe schimbări de fază înainte dacă știți sau nu. În special, probabil că sunteți cel mai familiarizat cu schimbările de fază prin care trece apa. Probabil că ai fiert apă pentru a face paste. Sau apă înghețată solidă pentru a face gheață. Probabil că ai văzut chiar îngheț pe iarbă iarna.
Toate aceste modificări în faza apei sunt însoțite fie de o intrare, fie de o ieșire de căldură, deci sunt fie o reacție endotermă, fie o reacție exotermă.
Schimbarea energiei însoțește toate modificările de fază
Urmează apoi întrebarea, în ce fel de schimbare energie însoțește fiecare schimbare de fază? Pentru a înțelege acest lucru, gândiți-vă la mișcarea particulelor din fiecare fază. De asemenea, trebuie să vă gândiți la cât de atrase sunt moleculele unul de celălalt în cadrul fazei.
Solidele conțin particule care nu se mișcă atât de mult în comparație cu un lichid sau un gaz. Au o anumită mișcare termică, dar în mod clar nu sunt aceeași cantitate ca un lichid sau un gaz. Numai după adăugarea de energie (sau căldură) aceste particule încep să se miște mai repede.
Gândește-te la o bucată de gheață. Moleculele de apă din bucata de gheață nu se mișcă prea mult până când apa începe să se topească. Ce permite apei să se topească? Ei bine, este un plus de căldură.
Dar când fierbeți apă? Trebuie să puneți apa peste o flacără pentru a adăuga căldură la sistem și a fierbe apa pentru a face vapori de apă.
Această intrare de energie este, de asemenea, suficientă pentru a depăși forțele de atracție care țin particulele împreună. Apa este un bun exemplu de substanță care are forțe intermoleculare substanțiale care o țin împreună. Apei îi place să se lipească de ea însăși prin legarea hidrogenului. Astfel, energia introdusă trebuie să fie suficientă pentru ca moleculele să nu se mai lipească atât de mult de ele.
Aceasta înseamnă că, pe măsură ce treceți de la solid la lichid în gaz, toate schimbările de fază însoțitoare necesită aportul de căldură. Astfel, aceste modificări de fază sunt un exemplu de reacție endotermică.
Pe de altă parte, trecerea de la gaz la lichid în solid necesită contrariul: căldura trebuie eliberată. Aceste schimbări de fază sunt numite reacții exoterme.
Pentru a transforma apa lichidă în gheață, trebuie să puneți apa într-un mediu rece, astfel încât căldura să părăsească apa. Abia atunci apa va îngheța.
Când mâna atinge aburul, simți căldură deoarece aburul se condensează imediat la atingerea pielii. Eliberarea de energie se simte la fel de căldură pe măsură ce vaporii de apă ajung în apă.
Exotermică vs. Endotermic
Iată cum se clasifică modificările de fază ca endoterme sau exoterme:
Denumirea schimbării fazei: Congelare
- Faza: lichid la solid
- Schimbarea energiei: exotermă
- Exemplu: înghețarea apei
Denumirea schimbării fazei: Topire
- Faza: Solid la lichid
- Schimbarea energiei: endotermă
- Exemplu: topirea gheții
Denumirea schimbării fazei: Condensare
- Faza: gaz în lichid
- Schimbarea energiei: exotermă
- Exemplu: arde vapori de apă
Denumirea schimbării fazei: Evaporare
- Faza: lichid la gaz
- Schimbarea energiei: endotermă
- Exemplu: fierberea apei
Denumirea schimbării fazei: Sublimarea
- Faza: solid la gaz
- Schimbarea energiei: endotermă
- Exemplu: gheață uscată
Denumirea schimbării fazei: Depunere
- Faza: gaz la solid
- Schimbarea energiei: exotermă
- Exemplu: Formarea înghețului
O modalitate bună de a ne aminti toate acestea este că schimbările de fază opuse au nevoi de energie opuse. Dacă știți că de la solid la lichid la gaz necesită adăugarea de căldură (endotermă), asta înseamnă că știți că trecerea de la gaz la lichid în solid necesită îndepărtarea căldurii (exotermă).
sfaturi
Când treceți de la o stare mai ordonată la o stare mai puțin ordonată, procesul este exoterm. Când treceți de la o stare mai puțin ordonată la o stare mai ordonată, procesul este endoterm.