Когато изучаваме процесите на фазовия преход, т.е. фазовите промени на дадено вещество, виждаме, че за да се случи това е необходимо да се достави или отведе топлина от въпросното вещество. Във всекидневния си живот можем да наблюдаваме фазовата промяна на водата, която се изпарява от дреха, поставена на дреха или от кубче лед, което се топи, когато е изложено на околната среда.
След това можем да дефинираме фазовия преход като вътрешна реорганизация на молекулите на дадено вещество, причиняваща значителни промени в неговите свойства. На нивото на припомняне за фазовите преходи имаме:
газ към течност → кондензация
течност към газ → изпаряване
течност до твърдо вещество → втвърдяване
твърдо до течно → стопи се
твърдо до газ → сублимация
газ до твърдо вещество → сублимация
Видяхме, че физическите процеси, протичащи в затворени системи, запазват общата енергия на системата. При процеси на фазов преход, като топене и изпаряване, температурата остава постоянна, въпреки че към системата се подава топлина. За да разберем накъде отива тази енергия, нека разгледаме какво става микроскопски.
Можем да асоциираме потенциална енергия за всяка частица от веществото като енергия, необходима за поставянето й в това положение. Ако искаме да променим вътрешната им подредба, трябва да извършим някаква работа върху частиците. Следователно можем да свържем потенциална енергия с подреждането на атомите и молекулите на веществото.
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Когато се доставя топлина, атомите и молекулите са склонни да вибрират по-интензивно, увеличавайки температурата, което е мярка за средната кинетична енергия на частиците. По време на процеса на сливане или изпаряване температурата остава постоянна, но разположението на атомите и молекулите се променя.
Потенциалната енергия на всяка промяна, а промяната на тази потенциална енергия е топлината, отдадена или отнета от веществото.
Мярката на изразходваната енергия за единица маса е скритата топлина на синтез или изпаряване. Колкото по-голяма е латентната топлина, толкова по-голяма е промяната в потенциалната енергия поради модификацията на атомното или молекулярното подреждане на това вещество.
По този начин общата енергия се запазва в процесите на фазовия преход. Доставената или изтеглена енергия се трансформира в кинетична енергия или в потенциална енергия (вътрешно пренареждане на атомите).
От Домициано Маркис
Завършва физика
Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Енергоспестяване при фазови преходи“; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.
