Når vi studerer faseovergangsprocesserne, det vil sige faseændringerne for et stof, ser vi, at for at dette kan ske, er det nødvendigt at levere eller fjerne varme fra det pågældende stof. I vores daglige liv kan vi observere den faseændring af vand, der fordamper fra en beklædningsgenstand lagt på en tøjlinje eller fra en isterning, der smelter, når den udsættes for miljøet.
Vi kan derefter definere faseovergangen som den interne omorganisering af et stofs molekyler, hvilket forårsager betydelige ændringer i dets egenskaber. På niveauet for tilbagekaldelse af faseovergange har vi:
gas til væske → kondens
væske til gas → fordampning
flydende til fast → størkning
fast til væske → smelte
fast til gas → sublimering
gas til fast → sublimering
Vi har set, at fysiske processer, der finder sted i lukkede systemer, sparer systemets samlede energi. I faseovergangsprocesser, såsom smeltning og fordampning, forbliver temperaturen konstant, selvom der tilføres varme til systemet. For at forstå, hvor denne energi går hen, lad os se på, hvad der foregår mikroskopisk.
Vi kan knytte en potentiel energi til hver stofpartikel som den nødvendige energi til at sætte den i den position. Hvis vi vil ændre deres interne arrangement, er vi nødt til at udføre en slags arbejde med partiklerne. Derfor kan vi forbinde en potentiel energi med arrangementet af stoffets atomer og molekyler.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Når varme tilføres, har atomer og molekyler tendens til at vibrere mere intenst, hvilket øger temperaturen, hvilket er et mål for den gennemsnitlige kinetiske energi af partiklerne. Under fusions- eller fordampningsprocessen forbliver temperaturen konstant, men arrangementet af atomer og molekyler ændres.
Den potentielle energi ved hver ændring, og variationen af denne potentielle energi er varmen, der opgives eller fjernes fra stoffet.
Mål for energiforbrug pr. Masseenhed er den latente fusions- eller fordampningsvarme. Jo større den latente varme er, jo større er variationen i potentiel energi på grund af ændringen af det atomare eller molekylære arrangement af stoffet.
På denne måde bevares den samlede energi i faseovergangsprocesserne. Den tilførte eller udtagne energi omdannes til kinetisk energi eller til potentiel energi (intern omlejring af atomer).
Af Domitiano Marques
Uddannet i fysik
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Energibesparelse i faseovergange"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm. Adgang til 27. juni 2021.
