Když studujeme procesy fázového přechodu, tj. Fázové změny látky, vidíme, že k tomu je nutné dodávat nebo odebírat teplo z dotyčné látky. V našem každodenním životě můžeme pozorovat fázovou změnu vody, která se odpařuje z oděvu odloženého na šňůru na prádlo nebo z kostky ledu, která se při vystavení prostředí taje.
Potom můžeme definovat fázový přechod jako vnitřní reorganizaci molekul látky, což způsobí významné změny v jejích vlastnostech. Na úrovni připomínání fázových přechodů máme:
plyn na kapalinu → kondenzace
kapalina na plyn → odpařování
kapalina na pevnou látku → tuhnutí
pevný až kapalný → tát
tuhá látka na plyn → sublimace
plyn na pevnou látku → sublimace
Viděli jsme, že fyzikální procesy, které probíhají v uzavřených systémech, šetří celkovou energii systému. V procesech fázového přechodu, jako je tavení a odpařování, zůstává teplota konstantní, přestože se do systému dodává teplo. Abychom pochopili, kam tato energie směřuje, podívejme se na to, co se děje mikroskopicky.
Můžeme spojit potenciální energii pro každou částici látky jako energii potřebnou k jejímu uvedení do této polohy. Pokud chceme změnit jejich vnitřní uspořádání, musíme udělat nějakou práci na částicích. Můžeme tedy spojit potenciální energii s uspořádáním atomů a molekul látky.
Když je dodáváno teplo, mají atomy a molekuly tendenci vibrovat intenzivněji, což zvyšuje teplotu, což je míra průměrné kinetické energie částic. Během procesu fúze nebo odpařování zůstává teplota konstantní, ale uspořádání atomů a molekul se mění.
Potenciální energie každé změny a variace této potenciální energie je teplo odevzdané nebo odebrané látce.
Míra vynaložené energie na jednotku hmotnosti je latentní teplo fúze nebo odpařování. Čím větší je latentní teplo, tím větší jsou rozdíly v potenciální energii v důsledku modifikace atomového nebo molekulárního uspořádání dané látky.
Tímto způsobem je zachována celková energie v procesech fázového přechodu. Dodaná nebo odebraná energie se transformuje na kinetickou energii nebo na potenciální energii (vnitřní přeskupení atomů).
Autor: Domitiano Marques
Vystudoval fyziku
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm