När vi studerar fasövergångsprocesserna, det vill säga fasförändringarna för ett ämne, ser vi att för att detta ska ske är det nödvändigt att tillföra eller ta bort värme från ämnet i fråga. I vårt dagliga liv kan vi observera fasförändringen av vatten som avdunstar från ett plagg som läggs på en klädstreck eller från en isbit som smälter när de utsätts för miljön.
Vi kan sedan definiera fasövergången som den interna omorganisationen av ämnets molekyler, vilket orsakar betydande förändringar i dess egenskaper. På återkallningsnivån om fasövergångar har vi:
gas till vätska → kondens
vätska till gas → förångning
flytande till fast → stelning
fast till flytande → smälta
fast till gas → sublimering
gas till fast → sublimering
Vi har sett att fysiska processer som äger rum i slutna system sparar systemets totala energi. Vid fasövergångsprocesser, såsom smältning och avdunstning, förblir temperaturen konstant även om värme tillförs systemet. För att förstå vart denna energi går, låt oss titta på vad som händer mikroskopiskt.
Vi kan associera en potentiell energi för varje substanspartikel som den energi som behövs för att sätta den i den positionen. Om vi vill ändra deras interna arrangemang måste vi göra något slags arbete med partiklarna. Därför kan vi associera en potentiell energi med arrangemanget av ämnets atomer och molekyler.
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
När värme tillförs tenderar atomer och molekyler att vibrera mer intensivt, vilket ökar temperaturen, vilket är ett mått på partiklarnas genomsnittliga kinetiska energi. Under fusions- eller förångningsprocessen förblir temperaturen konstant, men arrangemanget av atomer och molekyler ändras.
Den potentiella energin för varje förändring, och variationen av denna potentiella energi är värmen som avges eller tas bort från ämnet.
Måttet på förbrukad energi per massenhet är den latenta fusions- eller förångningsvärmen. Ju större latent värme, desto större variation i potentiell energi på grund av modifiering av atom- eller molekylarrangemanget för det ämnet.
På detta sätt sparas den totala energin i fasövergångsprocesserna. Den energi som tillförs eller dras tillbaka omvandlas till kinetisk energi eller till potentiell energi (intern omorganisation av atomer).
Av Domitiano Marques
Examen i fysik
Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Energibesparing vid fasövergångar"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm. Åtkomst den 27 juni 2021.
