כשאנחנו לומדים את תהליכי מעבר הפאזה, כלומר את שינויי השלב של חומר, אנו רואים שכדי שזה יקרה יש צורך לספק או להסיר חום מהחומר המדובר. בחיי היומיום שלנו אנו יכולים לצפות בשינוי שלב במים שמתנדף מבגד המונח על חבל כביסה או מקוביית קרח הנמסת כאשר הם נחשפים לסביבה.
לאחר מכן נוכל להגדיר את מעבר השלב כארגון מחדש פנימי של מולקולות החומר, הגורם לשינויים משמעותיים בתכונותיו. ברמת ההיזכרות לגבי מעברי פאזה, יש לנו:
גז לנוזל → עיבוי
נוזל לגז → אידוי
נוזל למוצק → התמצקות
מוצק לנוזל → נמס
מוצק לגז → סובלימציה
גז למוצק → סובלימציה
ראינו שתהליכים פיזיקליים המתרחשים במערכות סגורות שומרים על האנרגיה הכוללת של המערכת. בתהליכי מעבר פאזה, כגון התכה ואידוי, הטמפרטורה נשארת קבועה למרות שמספקים חום למערכת. כדי להבין לאן האנרגיה הזו הולכת, בואו נסתכל על מה שקורה מיקרוסקופית.
אנו יכולים לשייך אנרגיה פוטנציאלית לכל חלקיק של חומר כאל האנרגיה הדרושה להעמדתו במצב זה. אם אנו רוצים לשנות את הסידור הפנימי שלהם, עלינו לבצע איזושהי עבודה על החלקיקים. לכן, אנו יכולים לשייך אנרגיה פוטנציאלית לסידור האטומים והמולקולות של החומר.
כאשר מסופק חום, אטומים ומולקולות נוטים לרטוט בעוצמה רבה יותר, מה שמגדיל את הטמפרטורה, המהווה מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של החלקיקים. בתהליך ההתמזגות או האידוי הטמפרטורה נשארת קבועה, אך סידור האטומים והמולקולות משתנה.
האנרגיה הפוטנציאלית של כל אחד משתנה, והווריאציה של אנרגיה פוטנציאלית זו היא החום שמוותר או נלקח מהחומר.
מדד האנרגיה המושקעת, ליחידת מסה, הוא החום הסמוי של היתוך או אידוי. ככל שהחום הסמוי גדול יותר, כך השונות באנרגיה הפוטנציאלית גדולה יותר בגלל שינוי הסדר האטומי או המולקולרי של אותו חומר.
באופן זה האנרגיה הכוללת נשמרת בתהליכי מעבר פאזה. האנרגיה המסופקת או נמשכת הופכת לאנרגיה קינטית או לאנרגיה פוטנציאלית (סידור מחדש אטומי פנימי).
מאת דומיטיאנו מארקס
בוגר פיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm