เมื่อเราศึกษากระบวนการเปลี่ยนเฟส กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงเฟสของสาร เราเห็นว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ จำเป็นต้องจ่ายหรือขจัดความร้อนออกจากสารที่เป็นปัญหา ในชีวิตประจำวันของเรา เราสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงเฟสของน้ำที่ระเหยจากเสื้อผ้าที่วางไว้บนราวตากผ้าหรือจากก้อนน้ำแข็งที่ละลายเมื่อสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม
จากนั้นเราสามารถกำหนดการเปลี่ยนเฟสเป็นการปรับโครงสร้างภายในของโมเลกุลของสาร ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในคุณสมบัติของสาร ในระดับของการเรียกคืนเกี่ยวกับการเปลี่ยนเฟส เรามี:
ก๊าซเป็นของเหลว →การควบแน่น
ของเหลวเป็นแก๊ส →การกลายเป็นไอ
ของเหลวเป็นของแข็ง →การแข็งตัว
ของแข็งเป็นของเหลว →ละลาย
ของแข็งเป็นแก๊ส →การระเหิด
ก๊าซเป็นของแข็ง →การระเหิด
เราได้เห็นแล้วว่ากระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นในระบบปิดช่วยประหยัดพลังงานทั้งหมดของระบบ ในกระบวนการเปลี่ยนเฟส เช่น การหลอมเหลวและการระเหย อุณหภูมิจะคงที่แม้ว่าความร้อนจะถูกส่งไปยังระบบ เพื่อให้เข้าใจถึงทิศทางของพลังงาน เราจะมาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นด้วยกล้องจุลทรรศน์
เราสามารถเชื่อมโยงพลังงานศักย์สำหรับแต่ละอนุภาคของสารเป็นพลังงานที่จำเป็นในการทำให้อยู่ในตำแหน่งนั้น ถ้าเราต้องการเปลี่ยนการจัดเรียงภายใน เราต้องทำงานบางอย่างกับอนุภาค ดังนั้นเราจึงสามารถเชื่อมโยงพลังงานศักย์กับการจัดเรียงตัวของอะตอมและโมเลกุลของสารได้
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
เมื่อให้ความร้อน อะตอมและโมเลกุลมีแนวโน้มที่จะสั่นสะเทือนรุนแรงขึ้น ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นการวัดพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาค ในระหว่างกระบวนการหลอมรวมหรือการกลายเป็นไอ อุณหภูมิจะคงที่ แต่การจัดเรียงของอะตอมและโมเลกุลจะเปลี่ยนไป
พลังงานศักย์ของแต่ละการเปลี่ยนแปลง และการแปรผันของพลังงานศักย์นี้คือความร้อนที่จ่ายหรือนำออกจากสาร
การวัดพลังงานที่ใช้ไปต่อหน่วยมวลคือความร้อนแฝงของการหลอมรวมหรือการกลายเป็นไอ ยิ่งความร้อนแฝงมากเท่าใด ความผันแปรของพลังงานศักย์ก็จะยิ่งมากขึ้นเนื่องจากการดัดแปลงการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุลของสารนั้น
ด้วยวิธีนี้ พลังงานทั้งหมดจะถูกอนุรักษ์ไว้ในกระบวนการเปลี่ยนเฟส พลังงานที่จ่ายหรือดึงออกมาจะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์หรือพลังงานศักย์ (การจัดเรียงอะตอมใหม่ภายใน)
โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
ซิลวา, Domitiano Correa Marques da. "การอนุรักษ์พลังงานในการเปลี่ยนเฟส"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.
