Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Energie

Waarom veranderde de temperatuur niet, hoewel er warmte aan werd toegevoegd wanneer de potentiële energie van moleculen toeneemt?

U raakt een sleutelconcept aan in thermodynamica: faseveranderingen . Hier is hoe het werkt:

* Warmte en temperatuur: Warmte is de overdracht van thermische energie, terwijl temperatuur een maat is voor de gemiddelde kinetische energie van de moleculen in een stof.

* potentiële energie: Potentiële energie in moleculen wordt opgeslagen binnen de bindingen tussen atomen. Het vertegenwoordigt de energie die nodig is om die bindingen te verbreken.

* Faseveranderingen: Wanneer u warmte aan een stof toevoegt, resulteert dit niet altijd in een temperatuurverhoging. In plaats daarvan kan de energie worden gebruikt om de toestand van de stof te veranderen (vaste stof in vloeistof, vloeistof in gas).

* Breaking Bonds: Tijdens een faseverandering gaat de toegevoegde warmte -energie in het verbreken van de bindingen die de moleculen in een vaste of vloeibare structuur in elkaar houden. Dit verhoogt de potentiële energie van de moleculen zonder hun kinetische energie (en dus temperatuur) te vergroten.

Voorbeeld:

Stel je voor dat je ijs verwarmt.

* vast ijs: De watermoleculen zijn strak verpakt in een rigide structuur. Ze hebben lage kinetische energie, wat resulteert in een lage temperatuur.

* smelten: Terwijl u warmte toevoegt, gaat de energie in het verbreken van de bindingen die de ijsmoleculen bij elkaar houden. De moleculen krijgen potentiële energie, maar hun kinetische energie (en temperatuur) blijven relatief constant totdat al het ijs smolt.

* vloeibaar water: De watermoleculen kunnen nu vrijer bewegen, maar hun gemiddelde kinetische energie (en temperatuur) zijn niet significant veranderd.

* koken: Verdere verwarming biedt voldoende energie om de krachten te overwinnen die watermoleculen in een vloeibare toestand houden. Deze energie wordt gebruikt om de potentiële energie van de moleculen te vergroten terwijl ze overgaan in een gas.

Sleutelpunt: Tijdens faseveranderingen gaat de toegevoegde warmte -energie om de potentiële energie van de moleculen te vergroten, in plaats van hun kinetische energie. Daarom blijft de temperatuur constant tijdens deze overgangen.