Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Faasimuutused tarbivad energiat
- Sulamispunktis on tasakaal
- Lisage veel kuumust või rõhku
Kui ümbritseva õhu temperatuur jäätüki ümber tõuseb, tõuseb ka jää temperatuur. See püsiv temperatuuri tõus peatub aga niipea, kui jää jõuab sulamistemperatuurini. Sel hetkel muutub jää olek ja muutub vedelaks veeks ning selle temperatuur ei muutu, kuni kõik on sulanud. Saate seda katsetada lihtsa eksperimendi abil. Jätke tass jääkuubikuid kuuma autosse ja jälgige temperatuuri termomeetri abil. Leiate, et jäine vesi püsib külmakraadises 32 kraadi Fahrenheiti (0 kraadi Celsiuse järgi), kuni see kõik on sulanud. Kui see juhtub, märkate temperatuuri kiiret tõusu, kuna vesi neelab jätkuvalt soojust auto seest.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Jää kuumutamisel tõuseb selle temperatuur, kuid niipea, kui jää hakkab sulama, püsib temperatuur konstantsena, kuni kogu jää on sulanud. See juhtub seetõttu, et kogu soojusenergia läheb jäätise kristallvõre struktuuri sidemete purunemiseks.
Faasimuutused tarbivad energiat
Jää kuumutamisel saavad üksikud molekulid kineetilist energiat, kuid kuni temperatuur jõuab sulamispunktini, pole neil energiat, et purustada sidemeid, mis hoiavad neid kristallstruktuuris. Kui soojust lisate, hakkavad nad vibreerima kiiremini ja jää temperatuur tõuseb. Kriitilises punktis - sulamispunktis - omandavad nad vabanemiseks piisavalt energiat. Kui see juhtub, neelab H kogu jääle lisatud soojusenergia2O molekulid muudavad faasi. Vedelas olevate molekulide kineetilise energia suurendamiseks ei jää muud üle, kui kõik sidemed, mis hoiavad molekule kristallstruktuuris, on purunenud. Järelikult püsib temperatuur konstantsena, kuni kogu jää on sulanud.
Sama asi juhtub siis, kui soojendate vett keemistemperatuurini. Vesi soojeneb, kuni temperatuur ulatub 100 ° C-ni, kuid see ei muutu kuumaks, kuni see on kõik auruks muutunud. Kuni vedel vesi püsib keemispannil, on vee temperatuur 212 F, olenemata sellest, kui kuum leek selle all on.
Sulamispunktis on tasakaal
Võite küsida, miks sulav vesi kuumeneb, kuni selles on jää. Esiteks pole see väide üsna täpne. Kui soojendate suurt vett täis vett, mis sisaldab ühte jääkuubikut, hakkab jääst kaugel olev vesi soojenema, kuid jääkuubiku vahetus keskkonnas püsib temperatuur konstantsena. Üks viis mõista, miks see juhtub, on mõista, et kuigi osa jääst sulab, külmub osa jää ümber olevat vett ümber. See loob tasakaaluseisundi, mis aitab hoida temperatuuri konstantsena. Järjest enam jää sulades suureneb sulamiskiirus, kuid temperatuur ei tõuse, kuni kogu jää on kadunud.
Lisage veel kuumust või rõhku
Kui lisate piisavalt soojust, on võimalik temperatuuri tõus enam-vähem lineaarne. Pange näiteks lõke kohale jääpann ja registreerige temperatuur. Tõenäoliselt ei märka te sulamistemperatuuril suurt viivitust, kuna soojushulk mõjutab sulamiskiirust. Kui lisate piisavalt soojust, võib jää sulada enam-vähem iseeneslikult.
Kui olete keeva veega, võite rõhu lisamisega tõsta pannil oleva vedeliku temperatuuri. Üks viis selleks on auru piiramine suletud ruumis. Sellega muudate molekulide faasi muutmise keerukamaks ja nad püsivad vedelas olekus, kui vee temperatuur tõuseb keemistemperatuurist kõrgemale. See on idee, mis on mõeldud keeduplaatide valmistamiseks.