Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvilke faseændringer er eksotermiske og endotermiske?

Der er tre primære faser af stof: faststof, væske og gas. Et fast stof, der bliver væske, kaldes smeltning eller fusion. Et fast stof, der bliver gasformigt, kaldes sublimering. En væske, der bliver fast, kaldes frysning. En væske, der skifter til gas, kaldes kogning eller fordampning. En gas, der skifter til et fast stof, kaldes afsætning, og en gas, der skifter til en væske, kaldes kondensation. Halvdelen af disse er endotermiske, hvilket betyder, at de optager varme fra deres omgivelser. De andre er eksoterme, hvilket betyder at de frigiver varme.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Smeltning, sublimering og kogning er endotermiske reaktioner - en, der bruger energi - mens frysning og kondensering er eksoterme reaktioner, der frigiver energi.
Endotermisk <<> Endotermiske faseændringer indtager varme fra det omgivende miljø; de inkluderer smeltning, sublimering og kogning. De kræfter, der binder atomerne og molekylerne i et givet stof bestemmer dets smelte- og kogepunkter; jo stærkere kræfterne er, jo mere varmeenergi er nødvendigt for at overvinde dem. Når varme overvinder disse bindekræfter, bevæger atomerne sig mere frit, hvilket tillader væsker at strømme og gasser fordamper. For eksempel er kræfterne, der holder jernatomer sammen, stærke, så det tager høje temperaturer at smelte jern. Smør holdes på den anden side sammen af svage kræfter, så det smelter ved relativt lave temperaturer.
Eksotermisk <<> En eksoterm faseændring frigiver varmeenergi i sit miljø. Disse ændringer inkluderer frysning og kondens. Når et stof mister varmeenergi, bremser de attraktive kræfter mellem atomer dem, hvilket reducerer deres mobilitet. For at dette skal ske, skal varmen forlade stoffet, f.eks. Vand, der omdannes til isterninger i din fryser. På samme måde efterlader varme ved stuetemperatur en pulje af flydende jern og gør det fast.
Spontane ændringer

Faseændringer forekommer, når et stof overstiger dets smeltende eller kogende temperatur; på dette tidspunkt bruges ekstra varmeenergi, der tilføjes (eller fjernes), ikke til at gøre stoffet varmere (eller koldere), men til at dets atomer ændres til den nye fase. For eksempel vil opvarmning af is ved standardtryk ved nul grad Celsius ikke gøre varmere is; varmen bruges til at nedbryde iskrystallstrukturen og omdanne den til flydende vand.
Tryk og temperatur

Ud over temperaturen påvirker trykket også smeltning og kogning; højt tryk driver fase skifter temperaturer op, lavt tryk reducerer dem. Dette er grunden til, at vand koger ved 100 grader Celsius (212 grader Fahrenheit) ved havets overflade, men koger ved lavere temperaturer i høje højder, hvor atmosfæren er tyndere.