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気化の熱が温度変化をもたらさないので、エネルギーはどこに行きますか?

それは素晴らしい質問です!エネルギーを追加しないと温度が上昇しないことは直感に反するように思われますが、エネルギーがどこに行くのかということです。これが故障です:

エネルギーは分子間結合を破壊します

* 液体: 液体状態では、分子は比較的近くにあり、引力(水素結合やファンデルワールスの力など)を経験します。これらの力は、いくらか組織化された配置で分子を保持します。

* 蒸発: 液体に熱を加えると、エネルギーは分子によって吸収され、運動エネルギーが増加します。このエネルギーの増加により、分子はより速く動き、より強く振動します。

* 破壊債: 分子がより活発に振動するにつれて、彼らはそれらを液体状態にまとめる引力を克服します。 エネルギー入力は、これらの分子間結合を破壊するために使用され、分子が気相に逃げることができます。

温度変化はありませんが、エネルギーの増加

* 温度: 温度は、分子の平均運動エネルギーの尺度です。 エネルギーは、平均運動エネルギーを増加させるのではなく、結合を破るために使用されるため、位相変化中は温度が一定のままです。

* ポテンシャルエネルギー: 結合を破るために使用されるエネルギーは、蒸気分子のポテンシャルエネルギーとして保存されます。このポテンシャルエネルギーは、分子を分離するために必要なエネルギーを表します。

例:沸騰したお湯

水が沸騰することを考えてください。 熱を追加すると、水温が100°C(212°F)に達するまで上昇します。この時点で、追加されたエネルギーはもはや運動エネルギー(温度)が増加していませんが、代わりに水分子間の水素結合を破壊しています。温度が一定のままであっても、水はすべて気化するまで熱(およびエネルギー)を吸収し続けます。

要約すると、エネルギーが分子の平均運動エネルギーを増加させるのではなく、液体を保持する分子結合を破壊するためにエネルギーが使用されるため、蒸発の熱は温度変化につながりません。

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