Por que a temperatura não mudou, embora o calor tenha sido adicionado quando a energia potencial das moléculas aumenta?
Você está tocando em um conceito -chave na termodinâmica:
mudanças de fase . Aqui está como funciona:
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calor e temperatura: O calor é a transferência de energia térmica, enquanto a temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas em uma substância.
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energia potencial: A energia potencial nas moléculas é armazenada dentro das ligações entre átomos. Representa a energia necessária para quebrar esses títulos.
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Alterações de fase: Quando você adiciona calor a uma substância, ela nem sempre resulta em um aumento de temperatura. Em vez disso, a energia pode ser usada para alterar o estado da substância (sólido a líquido, líquido para gás).
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quebrando títulos: Durante uma mudança de fase, a energia térmica adicionada é interrompida para quebrar as ligações que mantêm as moléculas juntas em uma estrutura sólida ou líquida. Isso aumenta a energia potencial das moléculas sem aumentar sua energia cinética (e, portanto, temperatura).
Exemplo: Imagine aquecer gelo.
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gelo sólido: As moléculas de água são fortemente embaladas em uma estrutura rígida. Eles têm baixa energia cinética, resultando em baixa temperatura.
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Derretimento: À medida que você adiciona calor, a energia entra para quebrar as ligações que mantêm as moléculas de gelo unidas. As moléculas ganham energia potencial, mas sua energia cinética (e temperatura) permanece relativamente constante até que todo o gelo derrete.
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água líquida: As moléculas de água agora podem se mover mais livremente, mas sua energia cinética média (e temperatura) não mudou significativamente.
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ebulando: Aquecimento adicional fornece energia suficiente para superar as forças que mantêm moléculas de água juntas em um estado líquido. Essa energia é usada para aumentar a energia potencial das moléculas à medida que elas passam para um gás.
Ponto de chave: Durante as mudanças de fase, a energia térmica adicionada aumenta a energia potencial das moléculas, em vez de sua energia cinética. É por isso que a temperatura permanece constante durante essas transições.