Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Οι αλλαγές φάσης καταναλώνουν ενέργεια
- Υπάρχει ισορροπία στο σημείο τήξης
- Προσθέστε περισσότερη θερμότητα ή κάποια πίεση
Αν αυξηθεί η θερμοκρασία περιβάλλοντος γύρω από ένα κομμάτι πάγου, η θερμοκρασία του πάγου θα αυξηθεί επίσης. Ωστόσο, αυτή η σταθερή αύξηση της θερμοκρασίας σταματά αμέσως μόλις ο πάγος φθάσει στο σημείο τήξης του. Σε αυτό το σημείο, ο πάγος υφίσταται μεταβολή της κατάστασης και μετατρέπεται σε υγρό νερό και η θερμοκρασία του δεν θα αλλάξει μέχρι να λιώσει. Μπορείτε να δοκιμάσετε αυτό με ένα απλό πείραμα. Αφήστε ένα φλιτζάνι παγάκια σε ένα ζεστό αυτοκίνητο και παρακολουθήστε τη θερμοκρασία με ένα θερμόμετρο. Θα διαπιστώσετε ότι το παγωμένο νερό παραμένει σε ένα παγωμένο 32 βαθμών Φαρενάιτ (0 βαθμοί Κελσίου) μέχρι να λιώσει όλο αυτό. Όταν συμβεί αυτό, θα παρατηρήσετε μια γρήγορη αύξηση θερμοκρασίας καθώς το νερό συνεχίζει να απορροφά θερμότητα από το εσωτερικό του αυτοκινήτου.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Όταν θερμαίνετε τον πάγο, η θερμοκρασία του ανεβαίνει, αλλά μόλις αρχίσει να λιώνει ο πάγος, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή μέχρι να λιώσει ολόκληρος ο πάγος. Αυτό συμβαίνει επειδή όλη η θερμική ενέργεια πηγαίνει στο σπάσιμο των δεσμών της δομής κρυσταλλικού πλέγματος πάγων.
Οι αλλαγές φάσης καταναλώνουν ενέργεια
Όταν θερμαίνετε πάγο, τα μεμονωμένα μόρια αποκτούν κινητική ενέργεια, αλλά μέχρι η θερμοκρασία να φτάσει στο σημείο τήξης, δεν έχουν ενέργεια για να σπάσουν τους δεσμούς που τους κρατούν σε μια κρυσταλλική δομή. Δόζουν πιο γρήγορα μέσα στα όρια τους καθώς προσθέτετε θερμότητα και η θερμοκρασία του πάγου ανεβαίνει. Σε ένα κρίσιμο σημείο - το σημείο τήξης - αποκτούν αρκετή ενέργεια για να σπάσουν. Όταν συμβαίνει αυτό, όλη η θερμική ενέργεια που προστίθεται στον πάγο απορροφάται από το Η2O μεταβάλλοντας τα μόρια. Δεν υπάρχει τίποτα που να αφήνει να αυξηθεί η κινητική ενέργεια των μορίων σε υγρή κατάσταση μέχρι να σπάσουν όλοι οι δεσμοί που συγκρατούν τα μόρια σε μια κρυσταλλική δομή. Συνεπώς, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή έως ότου έχει λιώσει ολόκληρος ο πάγος.
Το ίδιο συμβαίνει όταν θερμαίνετε το νερό στο σημείο βρασμού. Το νερό θερμαίνεται μέχρι η θερμοκρασία να φτάσει στους 212 F (100 C), αλλά δεν θα πάρει θερμότερο μέχρις ότου όλα έχουν στραφεί σε ατμό. Όσο το υγρό νερό παραμένει σε ένα βρασμό, η θερμοκρασία του νερού είναι 212 F, ανεξάρτητα από το πόσο ζεστό είναι η φλόγα κάτω από αυτό.
Υπάρχει ισορροπία στο σημείο τήξης
Ίσως να αναρωτιέστε γιατί το νερό που έχει λειώσει δεν θα έχει ζεστό, όσο υπάρχει πάγος σε αυτό. Πρώτα απ 'όλα, η δήλωση αυτή δεν είναι αρκετά ακριβής. Αν θερμαίσετε μια μεγάλη κατσαρόλα γεμάτη με νερό που περιέχει ένα μόνο παγάκι, το νερό μακριά από τον πάγο θα αρχίσει να θερμαίνεται, αλλά στο άμεσο περιβάλλον του πάγου, η θερμοκρασία θα παραμείνει σταθερή. Ένας τρόπος να κατανοήσουμε γιατί συμβαίνει αυτό είναι να συνειδητοποιήσουμε ότι, ενώ μερικοί από τους πάγους λιώνονται, κάποιο από τα νερά γύρω από τον πάγο ξαναψύχεται. Αυτό δημιουργεί μια κατάσταση ισορροπίας που συμβάλλει στη διατήρηση της θερμοκρασίας σταθερής. Καθώς όλο και περισσότερο πάγος λιώνει, ο ρυθμός τήξης αυξάνεται, αλλά η θερμοκρασία δεν αυξάνεται μέχρι να εξαφανιστεί όλος ο πάγος.
Προσθέστε περισσότερη θερμότητα ή κάποια πίεση
Είναι πιθανό να δημιουργήσετε μια περισσότερο ή λιγότερο γραμμική αύξηση της θερμοκρασίας αν προσθέσετε αρκετή θερμότητα. Για παράδειγμα, βάλτε μια πάστα πάγου πάνω από μια πυρκαγιά και καταγράψτε τη θερμοκρασία. Πιθανότατα δεν θα παρατηρήσετε μεγάλη καθυστέρηση στο σημείο τήξης επειδή η ποσότητα θερμότητας επηρεάζει το ρυθμό τήξης. Αν προσθέσετε αρκετή θερμότητα, ο πάγος μπορεί να λιώσει περισσότερο ή λιγότερο αυθόρμητα.
Εάν είστε βραστό νερό, μπορείτε να αυξήσετε τη θερμοκρασία του υγρού που βρίσκεται ακόμα στο τηγάνι προσθέτοντας πίεση. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό είναι να περιοριστεί ο ατμός σε ένα κλειστό χώρο. Με αυτόν τον τρόπο, καθιστάτε πιο δύσκολο για τα μόρια να αλλάξουν φάση και θα παραμείνουν σε υγρή κατάσταση ενώ η θερμοκρασία του νερού θα ανέβει πέρα από το σημείο βρασμού. Αυτή είναι η ιδέα των κουζινών πίεσης.