Вивчаючи процеси фазового переходу, тобто фазові зміни речовини, ми бачимо, що для цього потрібно подавати або відводити тепло від речовини, про яку йде мова. У нашому повсякденному житті ми можемо спостерігати фазову зміну води, яка випаровується з одягу, розкладеного на мотузці, або з кубика льоду, що тане під впливом навколишнього середовища.
Тоді ми можемо визначити фазовий перехід як внутрішню перебудову молекул речовини, що спричиняє значні зміни в її властивостях. На рівні згадування про фазові переходи ми маємо:
газ до рідини → конденсація
рідина до газу → випаровування
від рідкого до твердого → затвердіння
твердий до рідини → розплав
твердий до газу → сублімація
газ до твердої речовини → сублімація
Ми бачили, що фізичні процеси, що відбуваються в закритих системах, зберігають загальну енергію системи. У процесах фазового переходу, таких як плавлення та випаровування, температура залишається постійною, навіть незважаючи на те, що в систему подається тепло. Щоб зрозуміти, куди йде ця енергія, давайте розглянемо, що відбувається мікроскопічно.
Ми можемо пов’язати потенційну енергію для кожної частинки речовини як енергію, необхідну для того, щоб поставити її в це положення. Якщо ми хочемо змінити їх внутрішнє розташування, нам потрібно виконати якусь роботу над частинками. Отже, ми можемо пов’язати потенційну енергію з розташуванням атомів і молекул речовини.
Коли тепло подається, атоми та молекули мають тенденцію вібрувати інтенсивніше, збільшуючи температуру, яка є мірою середньої кінетичної енергії частинок. Під час процесу плавлення або випаровування температура залишається постійною, але розташування атомів і молекул змінюється.
Потенційна енергія кожного змінюється, а варіацією цієї потенційної енергії є тепло, що віддається або віднімається від речовини.
Мірою витраченої енергії на одиницю маси є прихована теплота плавлення або випаровування. Чим більше прихована теплота, тим більша варіація потенційної енергії обумовлена модифікацією атомного або молекулярного розташування цієї речовини.
Таким чином, загальна енергія зберігається в процесах фазового переходу. Подана або вилучена енергія перетворюється на кінетичну енергію або в потенційну (внутрішня перебудова атомів).
Доміціано Маркес
Закінчив фізику
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm
