Az alábbi tartalmat jelenleg INGYENES hozzáféréssel tekinted meg.
Amennyiben szeretnél teljes hozzáférést az oldalhoz, kérjük regisztrálj, jelentkezz be, és vásárold meg a szükséges elektronikus licencet vagy írd be a nyomtatott könyv hátuljában található kódot!


Normál légköri nyomáson a jég (szilárd halmazállapotú víz) 0 °C-on megolvad.

Normál légköri nyomáson a jég (szilárd halmazállapotú víz) 0 °C-on megolvad.

A halmazállapotváltozásokat kísérő energiaváltozások
Az anyagok halmazállapota fizikai tulajdonság. A különféle halmazállapotú anyagokban a részecskék összekapcsolódási módja tér el egymástól. A halmazállapot-változás során az anyag a környezetével lép kölcsönhatásba. Vizsgáljuk meg a víz halmazállapot-változásait az anyag energiaváltozása szempontjából! A víz bármilyen halmazállapotban is van (cseppfolyós, szilárd, gőz), csak vízrészecskékből áll.
Tegyünk mélyhűtőből kivett jégkockákat főzőpohárba, és állítsunk a jégkockák közé hőmérőt! Melegítsük (óvatosan) gyenge lánggal a jégkockákat, és figyeljük meg az olvadó anyag hőmérsékletét!
 A jég belső energiájának (Eb) növekedésekor vagy a hőmérséklete nő, vagy a halmazállapota változik meg

A jég belső energiájának (Eb) növekedésekor vagy a hőmérséklete nő, vagy a halmazállapota változik meg

A kezdetben mérhető alacsony hőmérséklet a melegítés hatására emelkedni kezd. Az anyag energiát vesz fel környezetéből, ezért belső energiája nő. Amikor a hőmérséklet eléri a 0 °C-ot, mindaddig megtartja ezt a hőmérsékletet, amíg az összes jég meg nem olvad. Azt a hőmérsékletet, amelyen az anyag megolvad, olvadáspontnak nevezzük.
Folytassuk a víz melegítését, és figyeljük továbbra is a hőmérsékletét!
Forrás közben a folyadékot „melegítjük”, hőmérséklete mégis változatlan. A halmazállapota változik

Forrás közben a folyadékot „melegítjük”, hőmérséklete mégis változatlan. A halmazállapota változik

A vízből párolgás vagy forrás közben légnemű anyag lesz. Párolgáskor a gőzképződés a víz felszínén megy végbe. Fürdés után testünk felszínéről a víz hamarosan elpárolog. Közben testünk lehűl. Ennek oka az, hogy a víz elpárologtatásához energiára van szükség. Az ehhez szükséges energiát a víz szervezetünktől vonja el. Testünk párologtatással képes védekezni a túlzott felmelegedés ellen. A párolgó víz csak akkor marad állandó hőmérsékleten, ha környezete pótolja az energiaveszteséget.

A víz forráspontja normál légköri nyomáson 100 °C

A víz forráspontja normál légköri nyomáson 100 °C

Ha folytatjuk a víz melegítését, fokozatosan emelkedik a hőmérséklete. A felvett energia az anyag belső energiáját növeli. Normál légköri nyomás mellett 100 °C-on indul meg a víz forrása. Magas hegységekben például, ahol a légnyomás ennél kisebb, a víz már valamivel 100 °C alatt forr.
A melegítést folytatva a forrásban levő anyag hőmérséklete nem emelkedik, mert a belső energia növekedése a gőzzé alakításra fordítódik. Az anyag akkor forr, ha a folyadék belsejében is megindul a gőzképződés. Ilyenkor buborékokat látunk. Az a hőmérséklet, amelyen a forrás megindul, a forráspont. A forráspont függ a külső nyomástól és az anyag minőségétől.

Hogyan segítheted elő a kimosott ruhák száradását?

Hogyan segítheted elő a kimosott ruhák száradását?

Olvadáskor, párolgáskor és forráskor az anyagok belső energiája növekszik, a környezeté csökken. Az ilyen kölcsönhatásokat endoterm változásoknak nevezzük. (Az „endo-” előtag azt jelenti, hogy „befelé”, a „term” a hőre utal.) Az olvadás, a párolgás, a forrás endoterm változás.
Ha a vízgőzt hűtjük, akkor lecsapódik, folyékony állapotba kerül. Lecsapódáskor az anyag belső energiája csökken, a környezet belső energiája nő. Ezt a változást használják fel azok a fűtőrendszerek, amelyeknél vízgőzt vezetnek a fűtőtestekbe.

Vízgőz lecsapódása hideg felületen

Vízgőz lecsapódása hideg felületen

A víz normál légnyomáson 0 °C-ra hűtve megfagy. Fagyáskor az anyag belső energiája annyival csökken, amennyivel az olvadáskor nő. A környezet belső energiája nő, felmelegszik. Az anyag hőmérséklete a fagyásponton marad, belső energiája a részecskék rendeződése, a kristályos szerkezet kialakulása miatt lesz kisebb.
A lecsapódás és a fagyás során az anyag belső energiája csökken, a környezeté növekszik. Az ilyen kölcsönhatásokat exoterm változásoknak nevezzük. (Az „exo-” előtag jelentése „kifelé”.)
A lecsapódás, a fagyás exoterm változás.
Hogyan kerülnek főzés közben a lábos fedelére a vízcseppek?
A halmazállapot-változások és a halmazok egy részletének modellekkel történő szemléltetése

A halmazállapot-változások és a halmazok egy részletének modellekkel történő szemléltetése

A jód szublimálása.Hogyan választanád szét a jód és a konyhasó keverékét?

A jód szublimálása.
Hogyan választanád szét a jód és a konyhasó keverékét?

Biztosan ismered a mondást: „Eltűnt, mint a kámfor”. Végezzünk el egy kísérletet, amely segít a szólás eredetének megfejtésében!
Melegítsünk néhány jódkristályt főzőpohárban úgy, hogy közben a pohár száját fedjük be egy hideg vízzel telt gömblombikkal!
Figyeljétek meg a jód halmazállapot-változását!
A jód, a kámfor, a naftalin szilárd halmazállapotát a melegítés hatására úgy változtatja, hogy kihagyva a folyékony állapotot, légneművé, „gőzzé” alakul. (A hideg felületen lecsapódva pedig légneműből szilárddá válik.)
Endoterm és exoterm halmazállapot-változások

Endoterm és exoterm halmazállapot-változások

Azt a halmazállapot-változást, amely során a szilárd anyag a cseppfolyós halmazállapot kihagyásával légneművé válik, szublimációnak nevezzük.
A belső energia változása szerint a szublimáció endoterm változás. Ha a szilárd, szublimációra képes anyagot más szilárd anyag szennyezi (amely nem szublimál), akkor szublimációval a két anyagot elválaszthatjuk egymástól. Így is „tisztíthatunk” anyagokat.
Tudod-e?
A levegőben levő vízpára lecsapódását figyelhetjük meg, amikor a hűtőszekrényből kivett edény hideg falán vízcseppek jelennek meg. A hűtőszekrény légterének levegőjéből csapódik le, majd fagy meg a vízgőz a mélyhűtőszekrény hideg falán.
A távfűtés során az épületek, városrészek közös hőközponból történő fűtése csővezetékeken keresztül továbbított gőzzel vagy forró vízzel történik. A gőz a lecsapódásakor felszabaduló hőt adja át a lakótérnek (környezetének). A forró víz hőmérsékletének csökkenése szintén jelentős hő leadásával jár.
A távfűtés előnyei: a tüzelés gazdaságos, az egyes házaknak, háztartásoknak nincs szüksége tüzelőanyag-tárolásra, a tűzveszély csökken, a környezetvédelmi szempontok jobban érvényesíthetők. Hátránya: a hőveszteség.
KÉRDÉSEK ÉS FELADATOK
1.
Hogyan növelhető az anyag belső energiája?
2.
Milyen kölcsönhatás játszódik le az anyag és környezete között, ha a változás exoterm?
3.
Hasonlítsd össze a különböző halmazállapotú anyagok szerkezetét a 24.3. ábra alapján!
4.
Miért célszerű megnedvesíteni a hajunkat nagy melegben?
5.
Gyújtsd meg a gáztűzhelyen a gázt! Tegyél fel egy kis fazékban hideg vizet, és melegítsd forrásig! Tegyél rá fedőt is! Figyeld meg a változásokat!
6.
Mi történik a tiszta ecetsavat tartalmazó kémcsőben, ha jeges vízbe tesszük?
(A tiszta ecetsav olvadáspontja 17 °C.)