การเปลี่ยนแปลงเฟสแบบคายความร้อนและการดูดกลืนความร้อนคืออะไร?

คุณเคยเห็นการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนมาก่อน ไม่ว่าคุณจะรู้หรือไม่ก็ตาม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณน่าจะคุ้นเคยกับการเปลี่ยนแปลงเฟสที่น้ำต้องเผชิญมากที่สุด คุณคงเคยต้มน้ำเพื่อทำพาสต้า หรือน้ำที่แข็งจนแข็งเพื่อทำน้ำแข็ง คุณอาจเคยเห็นน้ำค้างแข็งบนพื้นหญ้าในฤดูหนาว

การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้ในเฟสของน้ำจะมาพร้อมกับอินพุตหรือเอาต์พุตของ ความร้อนดังนั้นพวกมันจึงเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนหรือปฏิกิริยาคายความร้อน

คำถามที่ตามมาคือการเปลี่ยนแปลงใน พลังงาน มาพร้อมกับการเปลี่ยนเฟส? เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ ให้คิดถึงการเคลื่อนที่ของอนุภาคในแต่ละเฟส คุณต้องคิดด้วยว่าโมเลกุลดึงดูดกันอย่างไรภายในเฟส

ของแข็งมีอนุภาคที่ไม่เคลื่อนไหวมากเมื่อเทียบกับของเหลวหรือก๊าซ พวกมันมีการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน แต่ปริมาณไม่เท่ากันกับของเหลวหรือก๊าซอย่างชัดเจน หลังจากเติมพลังงาน (หรือความร้อน) แล้ว อนุภาคเหล่านี้จะเริ่มเคลื่อนที่เร็วขึ้น

คิดเกี่ยวกับชิ้นส่วนของน้ำแข็ง โมเลกุลของน้ำในก้อนน้ำแข็งไม่เคลื่อนที่มากนักจนน้ำเริ่มละลาย อะไรทำให้น้ำละลายได้? มันคือการเพิ่มความร้อน

จะทำอย่างไรเมื่อคุณต้มน้ำ? คุณต้องวางน้ำบนเปลวไฟเพื่อเพิ่มความร้อนให้กับระบบและต้มน้ำเพื่อให้ไอน้ำ

การป้อนพลังงานนี้เพียงพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดที่ยึดอนุภาคไว้ด้วยกัน น้ำเป็นตัวอย่างที่ดีของสารที่มีแรงระหว่างโมเลกุลจำนวนมากจับตัวมันไว้ด้วยกัน น้ำชอบเกาะติดตัวมันเองแม้ว่าจะเกิดพันธะไฮโดรเจน ดังนั้นพลังงานที่ป้อนเข้าจะต้องเพียงพอเพื่อให้โมเลกุลหยุดเกาะติดตัวเองมาก

ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวไปเป็นก๊าซ การเปลี่ยนแปลงเฟสที่มาพร้อมกันทั้งหมดต้องใช้ความร้อน ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงเฟสเหล่านี้จึงเป็นตัวอย่างของ an ปฏิกิริยาดูดความร้อน.

ในทางกลับกัน การเปลี่ยนจากแก๊สเป็นของเหลวไปเป็นของแข็งนั้นต้องตรงกันข้าม: ต้องปล่อยความร้อน การเปลี่ยนแปลงเฟสเหล่านี้เรียกว่า ปฏิกิริยาคายความร้อน.

เพื่อให้น้ำของเหลวกลายเป็นน้ำแข็ง คุณต้องใส่น้ำในสภาพแวดล้อมที่เย็นเพื่อให้ความร้อนออกจากน้ำ จากนั้นน้ำจะแข็งตัวเท่านั้น

เมื่อมือของคุณสัมผัสไอน้ำ คุณจะรู้สึกร้อนเพราะไอน้ำจะควบแน่นทันทีเมื่อสัมผัสผิวหนัง การปล่อยพลังงานจะรู้สึกเป็นความร้อนเมื่อไอน้ำไหลลงสู่น้ำ

ต่อไปนี้เป็นวิธีจำแนกการเปลี่ยนแปลงเฟสเป็นดูดความร้อนหรือคายความร้อน:

ชื่อการเปลี่ยนชื่อเฟส: การแช่แข็ง

• เฟส: ของเหลวเป็นของแข็ง
• การเปลี่ยนแปลงพลังงาน: คายความร้อน
• ตัวอย่าง: น้ำแช่แข็ง

ชื่อการเปลี่ยนชื่อเฟส: ละลาย

• เฟส: ของแข็งถึงของเหลว
• การเปลี่ยนแปลงพลังงาน: ดูดความร้อน
• ตัวอย่าง: น้ำแข็งละลาย

ชื่อการเปลี่ยนชื่อเฟส: การควบแน่น

• เฟส: แก๊สเป็นของเหลว
• การเปลี่ยนแปลงพลังงาน: คายความร้อน
• ตัวอย่าง: ไอน้ำไหม้

ชื่อการเปลี่ยนชื่อเฟส: การระเหย

• เฟส: ของเหลวเป็นแก๊ส
• การเปลี่ยนแปลงพลังงาน: ดูดความร้อน
• ตัวอย่าง: น้ำเดือด

ชื่อการเปลี่ยนชื่อเฟส: ระเหิด

• เฟส: ของแข็งเป็นแก๊ส
• การเปลี่ยนแปลงพลังงาน: ดูดความร้อน
• ตัวอย่าง: น้ำแข็งแห้ง

ชื่อการเปลี่ยนชื่อเฟส: การสะสม

• เฟส: แก๊สเป็นของแข็ง
• การเปลี่ยนแปลงพลังงาน: คายความร้อน
• ตัวอย่าง: การก่อตัวของน้ำค้างแข็ง

วิธีที่ดีในการจำสิ่งเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงเฟสตรงข้ามมีความต้องการพลังงานที่ตรงกันข้าม หากคุณรู้ว่าจากของแข็งเป็นของเหลวเป็นก๊าซต้องมีการเพิ่มความร้อน (ดูดความร้อน) นั่นหมายความว่าคุณรู้ว่าการเปลี่ยนจากก๊าซเป็นของเหลวเป็นของแข็งนั้นต้องการการขจัดความร้อน (คายความร้อน)

• เมื่อเปลี่ยนจากสถานะที่มีคำสั่งมากกว่าไปเป็นสถานะที่มีคำสั่งน้อยกว่า กระบวนการจะเป็นแบบคายความร้อน เมื่อเปลี่ยนจากสถานะที่มีคำสั่งน้อยกว่าไปเป็นสถานะที่มีคำสั่งมากกว่า กระบวนการนี้จะดูดความร้อน