8.3 Faseoverganger
Kapittel 8: Termofysikk
Dette kapittelet skrives fortsatt.
Stoff kan eksistere i tre faser: fast stoff, væske og gass. Overgangen mellom fasene — smelting, størkningsfrysing, fordamping, kondensering — kalles faseovergang. Det karakteristiske er at temperaturen holder seg konstant under en faseovergang, selv om vi fortsetter å tilføre energi. Den tilførte energien går i stedet med til å bryte opp de molekylære bindingene (potensiell indre energi), ikke til å øke hastigheten til molekylene.
Figuren viser oppvarmingskurven for \(1\,\mathrm{kg}\) vann, fra is ved \(-20\,^\circ\)C til vanndamp:
Is (skrå linje): temperatur stiger lineært.
Smeltepunkt (horisontalt platå ved \(0\,^\circ\)C): \(334\,\mathrm{kJ}\) brukes til å bryte krystallstrukturen i isen — temperaturen holdes konstant.
Vann (skrå linje): temperaturen stiger igjen. Linjen er slakere enn for is fordi \(c_{\text{vann}} > c_{\text{is}}\) — vann krever mer energi per grads oppvarming.
Kokepunkt (horisontalt platå ved \(100\,^\circ\)C): hele \(2259\,\mathrm{kJ}\) brukes til fordamping — langt mer enn til smelting.
Damp: temperaturen stiger igjen.
Oppvarmingskurve for \(1\,\mathrm{kg}\) vann. De horisontale platåene ved \(0\,^\circ\)C og \(100\,^\circ\)C er faseovergangene.
Smelte- og kokepunktet avhenger av omgivelsenes trykk. Høyt til fjells, der lufttrykket er lavere, koker vann ved under \(100\,^\circ\)C — og det tar lenger tid å koke egg fordi temperaturen aldri blir høy nok.