Przemiany fazowe i ciepło
Przemiany fazowe to procesy zmiany stanu skupienia substancji. Możliwe są różne rodzaje przemian fazowych: topnienie (ciało stałe → ciecz), krzepnięcie (ciecz → ciało stałe), parowanie (ciecz → gaz), skraplanie (gaz → ciecz), sublimacja (ciało stałe → gaz) i resublimacja (gaz → ciało stałe). Każda z tych przemian wymaga albo dostarczenia, albo oddania energii.
Parowanie zachodzi na powierzchni cieczy w każdej temperaturze i zależy od wielu czynników, jak temperatura, rodzaj cieczy czy wielkość powierzchni. Wrzenie natomiast to intensywne parowanie zachodzące w całej objętości przy temperaturze wrzenia charakterystycznej dla danej substancji. Podczas tych przemian fazowych energia jest wykorzystywana do osłabienia wiązań między cząsteczkami.
Podczas topnienia ciała stałego, jak lód, należy dostarczyć energii (ciepło topnienia), co opisuje wzór Q = m·lt, gdzie m to masa, a lt to ciepło topnienia właściwe. Analogicznie, podczas parowania używamy wzoru Q = m·lp, gdzie lp to ciepło parowania właściwe. Te wzory termodynamiki są kluczowe przy rozwiązywaniu zadań z termodynamiki.
🧊 Warto zapamiętać: Woda ma wyjątkową właściwość - zwiększa objętość podczas zamarzania (dlatego lód pływa po wodzie) i zmniejsza objętość podczas ogrzewania od 0°C do 4°C. To zjawisko chroni życie wodne zimą, ponieważ jeziora nie zamarzają do dna!