| |
......การเปลี่ยนแปลงทั้งดูดและคายพลังงานจะสามารถทำให้สารมีสถานะเปลี่ยนไปได้
แต่ก่อนอื่นเราควรมารู้จักกับสถานะของสารก่อน
|
สถานะของสสาร
|
สสารสามารถดำรงอยู่ได้ 3 สถานะ
คือ
ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ
*สารแต่ละชนิดสามารถดำรงอยู่ได้สถานะเดียวเท่านั้นที่ภาวะหนึ่ง แต่สามารถเปลี่ยนสถานะได้เมื่อภาวะเปลี่ยนไป
เช่น เปลี่ยนอุณภูมิหรือความดัน
|
|
การพิจาณาสถานะของสารประกอบ
|
1.ดูจากพันธะ
|
- ถ้ามีธาตุโลหะอยู่ในสูตรมักจะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง
(25๐c)
: จากพันธะโลหะและพันธะไออนิก
- ถ้าไม่มีโลหะอยู่ในสูตรอาจเป็นสถานะใดก็ได้ ที่อุณหภูมิห้อง
(ส่วนใหญ่เป็นของเหลวและก๊าซมากกว่า) : จากพันธะโคเวเลนต์
|
2.ดูจากจุดเดือดจุดหลอมเหลว
|
ให้อุณหภูมิที่ต้องการทราบสถานะ
= T จะได้
: จุดหลอมเหลว < จุดเดือด < T สารจะมีสถานะเป็นก๊าซ
: จุดหลอมเหลว < T < จุดเดือด สารจะมีสถานะเป็นของเหลว
: T < จุดหลอมเหลว < จุดเดือด สารจะมีสถานะเป็นของแข็ง
......หรือให้คิดว่า เดิมสารแข็งอยู่แล้วแต่ต่อมาผ่านจุดหลอมเหลวความแข็งจึงค่อยๆหลอมจนกลายเป็นของเหลว
ต่อมาของเหลวพอถึงจุดเดือดก็เหมือนน้ำเดือดทำให้กลายสถานะไปเป็นก๊าซ
|
|
พลังงานกับการเปลั่ยนสถานะ
|
ของแข็ง
 ของเหลว
ก๊าซ : เป็นการดูดพลังงาน
|
......โดยเมื่อสารที่มีสถานะเป็นของแข็งดูดพลังงานเข้าไป
อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนเมื่ออุณหภูมิสูงถึงจุดหลอมเหลว อุณหภูมิจะไม่เพิ่มขึ้นไปอีกแต่พลังงานที่ดูดเข้าไปจะใช้ในการสลายแรงยึดเหนี่ยวออก
ทำให้สารกลายเป็นของเหลว เราจะเรียกความร้อนที่ดูดเข้าไปเพื่อการนี้ว่า
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว เมื่อสารกลายเป็นของเหลวแล้ว อุณหภูมิก็จะเพิ่มขึ้นอีกเรื่อยๆ
จนถึงจุดเดือด อุณหภูมิก็จะไม่เพิ่มไปอีก ซึ่งพลังงานที่ยังดูดเข้าไปนั้นก็จะไปสลายแรงยึดเหนี่ยวของของเหลว
เพื่อให้กลายเป็นก๊าซ เราจะเรียกความร้อนตรงนี้ว่า ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ
|
| |
ก๊าซ
ของเหลว ของแข็ง : เป็นการคายพลังงาน
|
......จะพิจารณาได้เหมือนด้านบนทุกประการ
แต่เป็นทางที่ตรงกันข้ามกันนั่นเอง โดยสารที่เป็นก๊าซจะคายพลังงานออกให้อุณหภูมิลดลงเรื่อยๆ
พอถึงจุดควบแน่นก็จะไม่ลดอุณหภูมิอีก แต่จะคายพลังงานออกเพื่อสร้างแรงยึดเหนี่ยวของของเหลวแทน
ซึ่งความร้อนที่คายออกในช่วงนี้จะมีค่าเท่ากับความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ
เมื่อสารกลายเป็นของเหลวหมดแล้ว อุณหภูมิก็จะลดลงเรื่อยๆอีก จนถึงจุดเยือกแข็ง
พลังงานที่คายออกจะถูกนำไปสร้างแรงยึดเหนี่ยวของของแข็งแทน ซึ่งพลังงานที่คายออกนี้จะมีค่าเท่ากับ
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว เช่นกัน
|
|
การคำนวณหาพลังงานที่เปลี่ยนแปลง
|
1. การเปลี่ยนแปลงพลังงานเมื่ออุณหภูมิไม่คงที่
ใช้สูตร  H
= ms(t)
H
= พลังงานที่เปลี่ยนแปลงไป
m =มวล
s = ความร้อนจำเพาะ
t
= อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง
|
2. การเปลี่ยนแปลงพลังงานเมื่ออุณหภูมิคงที่
(ความร้อนแฝง)
ใช้สูตร H
= mL
H
= พลังงานที่เปลี่ยนแปลงไป
m =มวล
L = ค่าความร้อนแฝง
|
| |
ตัวอย่าง :
ให้ความร้อนกับน้ำแข็ง 10 กรัม 0๐C จนเป็นไอน้ำ 10 กรัม 100๐Cต้องใช้พลังงานทั้งหมดเท่าใด
(กำหนดค่าความร้อนจำเพาะของน้ำ =4.2 J/g๐C ; ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำ
= 334.8 J/g ; ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ = 2,256 J/g )
|
วิธีคิด : เราต้องทำทีละขั้นตอนดังนี้
1. น้ำแข็ง 10 กรัม 0๐C
น้ำ 10 กรัม 0๐C
ต้องใช้ความร้อนแฝงการหลอมเหลว
H
= mL
H
= 10 X 334.8 = 3,348 J
2. น้ำ 10 กรัม 0๐C
น้ำ 10 กรัม 100๐C
H
= ms(t)
H
= 10 X 4.2
X (100-0) = 4,200 J
3.น้ำ 10 กรัม 100๐C
ไอน้ำ 10 กรัม
100๐C ต้องใช้ความร้อนแฝงการกลายเป็นไอ
H
= mL
H
= 10 X 2256 = 22,560 J
4. รวมพลังงานที่ต้องใช้ทั้งหมด
= 3348+4200+22560 = 30,108 J
|
