Szczególne własności wody i przemiany fazowe

Potrzebne wiadomości: Gęstość, temperatura i ciepło przemiany.

Nie każda ciecz zachowuje się tak samo

Przy zwykłym ciśnieniu ciekła woda ma największą gęstość w pobliżu 4°C. Chłodzenie od wyższej temperatury ku temu zakresowi zwiększa gęstość i sprzyja opadaniu wody. Dalsze chłodzenie ku 0°C zmniejsza gęstość. Powstający lód ma jeszcze mniejszą gęstość, więc może utrzymywać się na powierzchni i ograniczać wymianę ciepła.

Wysokie ciepło właściwe wody sprawia, że dana energia powoduje mniejszą zmianę temperatury niż dla podobnej masy wielu innych substancji. Duże ciepło parowania pozwala odbierać znaczną energię podczas odparowywania. Są to różne własności, których nie należy wyjaśniać jednym wzorem na gęstość.

Fazy i równowaga

Topnienie i krzepnięcie łączą ciało stałe z cieczą, parowanie i skraplanie ciecz z gazem, sublimacja i resublimacja ciało stałe z gazem. Parowanie może zachodzić z powierzchni poniżej temperatury wrzenia. Wrzenie obejmuje powstawanie pęcherzy pary w objętości i zależy od ciśnienia zewnętrznego.

Podczas przemiany czystej substancji przy ustalonym ciśnieniu i współistnieniu faz temperatura może pozostać stała mimo dopływu energii. Zmienia się udział faz i energia wewnętrzna. Nie oznacza to, że każdy fragment rzeczywistego naczynia ma identyczną temperaturę ani że mieszanina substancji musi mieć równie ostry punkt przemiany.

Zadania do tego tematu

• Objętość lodu z tej samej masy wody
• Dlaczego temperatura lodu z wodą nie musi rosnąć?
• Szron, rosa i parowanie mokrej tkaniny

Dalsza lektura

Materiał referencyjny