Kada proučavamo procese faznog prijelaza, odnosno fazne promjene tvari, vidimo da je za to potrebno opskrbiti ili ukloniti toplinu iz dotične tvari. U našem svakodnevnom životu možemo primijetiti faznu promjenu vode koja isparava iz odjeće položene na konop za rublje ili iz kocke leda koja se topi kada je izložena okolišu.
Tada fazni prijelaz možemo definirati kao unutarnju reorganizaciju molekula tvari, uzrokujući značajne promjene u njezinim svojstvima. Na razini podsjećanja na fazne prijelaze imamo:
plin u tekućinu → kondenzacija
tekućina do plina → isparavanje
tekućina do krutina → skrućivanje
kruta do tekućina → rastopiti
kruto do plina → sublimacija
plin do krutine → sublimacija
Vidjeli smo da fizikalni procesi koji se odvijaju u zatvorenim sustavima čuvaju ukupnu energiju sustava. U procesima faznog prijelaza, poput topljenja i isparavanja, temperatura ostaje konstantna iako se sustav dovodi toplinom. Da bismo razumjeli kamo ova energija ide, pogledajmo što se mikroskopski događa.
Možemo povezati potencijalnu energiju za svaku česticu supstance kao energiju potrebnu da se stavi u taj položaj. Ako želimo promijeniti njihov unutarnji raspored, moramo obaviti nekakav posao na česticama. Stoga potencijalnu energiju možemo povezati sa rasporedom atoma i molekula tvari.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Kada se opskrbljuje toplinom, atomi i molekule teže intenzivnije vibrirati, povećavajući temperaturu, što je mjera prosječne kinetičke energije čestica. Tijekom procesa fuzije ili isparavanja temperatura ostaje konstantna, ali se raspored atoma i molekula mijenja.
Potencijalna energija svake promjene se mijenja, a varijacija te potencijalne energije je toplina koja se oduzima ili oduzima od tvari.
Mjera potrošene energije, po jedinici mase, je latentna toplina fuzije ili isparavanja. Što je veća latentna toplina, veća je razlika u potencijalnoj energiji uslijed promjene atomskog ili molekularnog rasporeda te tvari.
Na taj se način ukupna energija čuva u procesima faznog prijelaza. Opskrbljena ili povučena energija pretvara se u kinetičku energiju ili u potencijalnu energiju (unutarnje preslagivanje atoma).
Napisao Domitiano Marques
Diplomirao fiziku
Želite li uputiti ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Ušteda energije u faznim prijelazima"; Brazil škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm. Pristupljeno 27. lipnja 2021.
