Aineiden vaihemuutoksiin liittyvissä tutkimuksissa näemme, että tämä muutos on mahdollista saada aikaan toimittamalla tai ottamalla lämpöenergiaa. Yksinkertaisimpia esimerkkejä tästä tapahtumasta ovat tilan muutokset kiinteästä nestemäiseen, nestemäisestä kaasuun tai päinvastoin. Esimerkiksi, jos kuumennamme jäänpalaa eli jos annamme sille lämpöä, näemme, että se sulaa (tai sulaa).
Siksi voimme sanoa sen tilan muutos se on aineen atomien (tai molekyylien) sisäinen uudelleenjärjestely, joka aiheuttaa merkittäviä muutoksia sen ominaisuuksiin.
Lämmitys- ja jäähdytyskäyrät: mitä tapahtuu vaihesiirtymän aikana.
Lämmitys- tai jäähdytyskäyrät osoittavat lämpötilan muutoksen ajan myötä, kun esine menettää tai saa energiaa.
Tarkastellaan 1 kg jään määrää, jonka alkulämpötila on -20 ° C (kohta A yllä olevassa kuvassa) ja joka saa vakiona 1000 watin eli 1000 J / s lämpötaajuuden.
Saatuaan tämän energian kiinteänä aineena järjestetyt vesimolekyylit alkavat värähtelemään kukin nopeasti aiheuttaen lineaarisen lämpötilan nousun, joka määritetään yhtälöllä: Q = m.c.Δt.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Tämä tapahtuu siihen asti, kunnes jää saavuttaa 0 ° C: n lämpötilan, graafin pisteen B, kun molekyylien värähtely on sellainen, että niiden väliset sidokset alkavat hajota. Tässä vaiheessa jää alkaa sulaa ja kaikki syötetty energia käytetään murtamaan siteet, jotka pitävät rakennetta kiinteänä.
Tästä syystä lämpötila pysyy vakiona, kunnes kaikki jää on sulanut, vaikka energiaa toimitettaisiin jatkuvasti. Siirtymän aikana syötetty energia voidaan saada lausekkeesta Q = m. L.
Siitä hetkestä lähtien kun jää on täysin sulanut (piste C), veden lämpötila nousee jatkuvasti. Sen molekyylit tärisevät nopeammin, kunnes ne saavuttavat kiehumislämpötilan (piste D).
Siitä hetkestä saatu lämpö käytetään veden höyrystämiseen, joka pysyy vakiolämpötilassa, kunnes neste on täysin haihtunut (kohta E). Kaikki siitä pisteestä saatu energia käytetään höyryn lämmittämiseen.
Tämän tyyppisten kaavioiden rakentaminen kokeellisista tiedoista mahdollistaa siirtymälämpötilojen sekä ominaislämmön ja piilevän lämmön arvojen tarkan määrittämisen.
Kirjoittanut Domitiano Marques
Valmistunut fysiikasta
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Lämmitys- ja jäähdytyskäyrät"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/curvas-aquecimento-resfriamento.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
