Θερμότητα και αλλαγές κατάστασης

Το θερμόμετρο που δεν κουνιέται

Βάζεις παγάκια σε κατσαρόλα και ανάβεις το μάτι. Η θερμοκρασία ανεβαίνει ως τους $0\;^\circ$C — και μετά κολλάει εκεί, όσο ο πάγος λιώνει. Η κουζίνα δουλεύει, το θερμόμετρο δεν κουνιέται.

Πού πηγαίνει η ενέργεια;

Θερμότητα και θερμοκρασία

Δύο έννοιες που η καθημερινή γλώσσα μπερδεύει:

Ένα φλιτζάνι τσάι στους $80\;^\circ$C έχει υψηλότερη θερμοκρασία από μια μπανιέρα στους $40\;^\circ$C. Η μπανιέρα όμως περιέχει πολύ περισσότερη ενέργεια, γιατί έχει πολύ περισσότερα σωματίδια.

Οι αλλαγές κατάστασης

Κάθε καθαρή ουσία έχει σταθερό σημείο τήξης και βρασμού. Για το νερό: $0\;^\circ$C και $100\;^\circ$C στην κανονική ατμοσφαιρική πίεση.

Ένα κιλό πάγου, από τους −20 στον ατμό

Πρόσθεσε ενέργεια σιγά σιγά. Δύο φορές η θερμοκρασία σταματά να ανεβαίνει, ενώ η ενέργεια συνεχίζει να μπαίνει. Πρόσεξε πόσο πλατύτερο είναι το δεύτερο επίπεδο κομμάτι.

Θερμοκρασία0 °C

Κατάστασητήξη

Η ενέργεια δεν ανεβάζει τη θερμοκρασία: σπάει τους δεσμούς ανάμεσα στα μόρια.

Ενέργεια που δόθηκε200 kJ

Γιατί κολλάει το θερμόμετρο

Στη διάρκεια μιας αλλαγής κατάστασης, η ενέργεια δεν χρησιμοποιείται για να επιταχύνει τα σωματίδια. Χρησιμοποιείται για να σπάσει τους δεσμούς που τα κρατούν στη θέση τους.

Τα μόρια του πάγου στους $0\;^\circ$C και τα μόρια του νερού στους $0\;^\circ$C κινούνται το ίδιο γρήγορα. Αυτό που άλλαξε είναι η διάταξή τους.

Και το αντίστροφο ισχύει: όταν το νερό παγώνει, η ίδια ενέργεια αποδίδεται πίσω στο περιβάλλον.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση