Hvordan påvirker eller fjerner termisk energi de fysiske tilstande?

Tilføjelse eller fjernelse af termisk energi har en dybtgående indflydelse på de fysiske tilstande, der driver overgange mellem faste, væske og gas. Her er en sammenbrud:

Tilføjelse af termisk energi

* fast til væske (smeltning): Når du tilføjer termisk energi til et fast stof, får partiklerne kinetisk energi og vibrerer mere kraftigt. Hvis der tilsættes nok energi, slipper partiklerne fri fra deres stive struktur og begynder at bevæge sig mere frit og skifter til en flydende tilstand.

* væske til gas (kogning/fordampning): Når du fortsætter med at tilføje varme, forstærker partiklerne i en flydende endnu mere kinetisk energi. Til sidst overvinder de de attraktive kræfter, der holder dem sammen og slipper ud i gasfasen, hvor de bevæger sig uafhængigt med meget større frihed.

* gas til plasma (ionisering): Tilføjelse af endnu mere energi kan forårsage, at elektroner fjernes fra atomer, hvilket skaber et plasma. Plasma er en meget ioniseret gas med unikke egenskaber og kaldes ofte "fjerde stofstilstand."

Fjernelse af termisk energi

* gas til væske (kondens): Når du fjerner varmen fra en gas, mister partiklerne kinetisk energi. Når de bremser, bliver de attraktive kræfter mellem dem stærkere, hvilket får dem til at klumpe sammen og kondensere til en væske.

* væske til fast (frysning): Yderligere fjernelse af varme fra en væske får partiklerne til at bremse endnu mere. De bliver tæt pakket og antager en fast, ordnet struktur, der skifter til en solid tilstand.

nøglekoncepter

* kinetisk energi: Bevægelsesenergi. Partikler i faste stoffer har lav kinetisk energi, væsker har mere, og gasser har mest.

* Intermolekylære kræfter: Kræfterne til tiltrækning mellem molekyler. Disse kræfter er svagere i gasser, stærkere i væsker og stærkest i faste stoffer.

* faseændring: Overgangen mellem forskellige stoftilstande. Disse ændringer er reversible og ledsages af ændringer i energi og volumen.

Eksempler

* issmeltning: Tilsætning af varme til is (fast vand) får det til at smelte i flydende vand.

* Vandkogning: Tilsætning af varme til flydende vand får det til at koge og blive vanddamp (gasformigt vand).

* dampkondensering: Fjernelse af varme fra vanddamp får den til at kondensere tilbage i flydende vand.

* Frysning af vand: Fjernelse af varme fra flydende vand får den til at fryse til is.

Konklusion

Termisk energi spiller en afgørende rolle i bestemmelsen af ​​stofstilstanden. Tilsætning eller fjernelse af termisk energi ændrer partiklernes kinetiske energi og påvirker styrken af ​​intermolekylære kræfter, der driver overgange mellem de forskellige stoftilstande.