Când studiem procesele de tranziție de fază, adică schimbările de fază ale unei substanțe, vedem că, pentru ca acest lucru să se întâmple, este necesar să se furnizeze sau să se elimine căldura din substanța în cauză. În viața noastră de zi cu zi, putem observa schimbarea fazei apei care se evaporă dintr-o îmbrăcăminte așezată pe o coardă sau dintr-un cub de gheață care se topește atunci când este expus mediului.
Putem apoi defini tranziția de fază ca reorganizarea internă a moleculelor unei substanțe, provocând modificări semnificative ale proprietăților sale. La nivelul rechemării despre tranzițiile de fază, avem:
gaz la lichid → condens
lichid la gaz → vaporizare
lichid la solid → solidificare
solid la lichid → se topește
solid la gaz → sublimare
gaz la solid → sublimare
Am văzut că procesele fizice care au loc în sisteme închise conservă energia totală a sistemului. În procesele de tranziție de fază, cum ar fi topirea și evaporarea, temperatura rămâne constantă, chiar dacă căldura este furnizată sistemului. Pentru a înțelege unde se îndreaptă această energie, să ne uităm la ce se întâmplă microscopic.
Putem asocia o energie potențială pentru fiecare particulă de substanță ca energie necesară pentru ao pune în acea poziție. Dacă vrem să le schimbăm aranjamentul intern, trebuie să facem un fel de lucru asupra particulelor. Prin urmare, putem asocia o energie potențială cu dispunerea atomilor și moleculelor substanței.
Când se furnizează căldură, atomii și moleculele tind să vibreze mai intens, crescând temperatura, care este o măsură a energiei cinetice medii a particulelor. În timpul procesului de fuziune sau vaporizare, temperatura rămâne constantă, dar dispunerea atomilor și a moleculelor este modificată.
Energia potențială a fiecărei se schimbă, iar variația acestei energii potențiale este căldura renunțată sau luată din substanță.
Măsura energiei consumate, pe unitate de masă, este căldura latentă de fuziune sau vaporizare. Cu cât este mai mare căldura latentă, cu atât variația energiei potențiale este mai mare datorită modificării aranjamentului atomic sau molecular al substanței respective.
În acest fel, energia totală este conservată în procesele de tranziție de fază. Energia furnizată sau retrasă este transformată în energie cinetică sau în energie potențială (rearanjarea internă a atomilor).
De Domitiano Marques
Absolvent în fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm
