Pētot fāzes pārejas procesus, tas ir, vielas fāzes izmaiņas, mēs redzam, ka, lai tas notiktu, ir nepieciešams piegādāt vai noņemt siltumu no attiecīgās vielas. Ikdienā mēs varam novērot ūdens fāzes maiņu, kas iztvaiko no apģērba, kas izlikts uz veļas auklas, vai no ledus klucīša, kas kūst, pakļaujoties videi.
Pēc tam mēs varam definēt fāzes pāreju kā vielas molekulu iekšēju reorganizāciju, izraisot būtiskas izmaiņas tās īpašībās. Attiecībā uz fāžu pāreju atsaukšanu mums ir:
gāze šķidrumam → kondensāts
šķidrums līdz gāze → iztvaikošana
šķidrums līdz cieta viela → sacietēšana
cieta līdz šķidra → izkausē
cieta līdz gāzei → sublimācija
gāze līdz cietai daļai → sublimācija
Mēs esam redzējuši, ka fiziskie procesi, kas notiek slēgtās sistēmās, saglabā sistēmas kopējo enerģiju. Fāzes pārejas procesos, piemēram, kausēšanā un iztvaikošanā, temperatūra paliek nemainīga, pat ja sistēmai tiek piegādāts siltums. Lai saprastu, kur šī enerģija iet, apskatīsim, kas notiek mikroskopiski.
Mēs varam saistīt potenciālu enerģiju katrai vielas daļiņai kā enerģiju, kas vajadzīga, lai to ievietotu šajā stāvoklī. Ja mēs vēlamies mainīt viņu iekšējo izvietojumu, mums ir jāveic sava veida darbs pie daļiņām. Tāpēc potenciālo enerģiju mēs varam saistīt ar vielas atomu un molekulu izvietojumu.
Kad tiek piegādāts siltums, atomi un molekulas mēdz intensīvāk vibrēt, palielinot temperatūru, kas ir daļiņu vidējās kinētiskās enerģijas rādītājs. Saplūšanas vai iztvaikošanas procesā temperatūra paliek nemainīga, bet tiek mainīts atomu un molekulu izvietojums.
Katra mainās potenciālā enerģija, un šīs potenciālās enerģijas variācija ir siltums, kas tiek atdots vai atņemts vielai.
Iztērētās enerģijas mērs uz masas vienību ir latentais saplūšanas vai iztvaikošanas siltums. Jo lielāks ir latentais siltums, jo lielākas ir potenciālās enerģijas variācijas šīs vielas atomu vai molekulāro izkārtojumu pārveidošanas dēļ.
Tādā veidā kopējā enerģija tiek saglabāta fāzes pārejas procesos. Piegādātā vai izņemtā enerģija tiek pārveidota par kinētisko enerģiju vai potenciālo enerģiju (atomu iekšējā pārkārtošanās).
Autors Domitiano Markess
Absolvējis fiziku
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm
