Co to jest ciepło syntezy?

Ciepło syntezy, zwane również entalpią syntezy, to ilość energii potrzebna do przekształcenia substancji z ciała stałego w ciecz. Gdy ciało stałe osiągnie temperaturę, w której się topi, jego temperatura nie rośnie, gdy się topi, nawet jeśli jest ono wystawione na działanie tego samego źródła ciepła. Podczas topienia ciało stałe nadal pochłania energię ze źródła ciepła, co umożliwia zmianę molekularną niezbędną do stopienia.

Gdy ciało stałe jest podgrzewane, jego temperatura rośnie, aż osiągnie temperaturę topnienia. Po osiągnięciu tej temperatury konieczne jest dostarczenie dodatkowej energii do ciała stałego w celu przekształcenia go w ciecz. Ciepło topnienia odnosi się do energii potrzebnej po osiągnięciu temperatury topnienia, ale nie do energii wymaganej do ogrzania ciała stałego do jego temperatury topnienia.

Proces przekształcania ciała stałego w ciecz wymaga więcej niż tylko przemiany fazowej obserwowanej przez ludzkie oko. Na poziomie mikroskopowym cząsteczki w ciele przyciągają się wzajemnie, co pozwala im pozostawać w stosunkowo stabilnej formacji. Aby stopić ciało stałe, cząsteczki muszą być oddzielone od siebie, co oznacza, że ​​substancja musi otrzymać dodatkową energię. Energia dostarczana podczas topienia jest magazynowana przez molekuły jako energia potencjalna, a nie energia kinetyczna, ponieważ stała temperatura podczas topienia oznacza, że ​​ruch cząsteczek nie wzrasta ani nie maleje w tym czasie.

Po całkowitym przekształceniu substancji w ciecz jej temperatura znów zaczyna rosnąć. Robi to do momentu osiągnięcia temperatury wrzenia, kiedy to temperatura ponownie pozostanie stała, podczas gdy ciecz zmieni się w gaz. Do tej transformacji substancja ponownie wymaga dodatkowej energii - tym razem zwanej entalpią parowania. Temperatura zawsze pozostaje stała podczas zmian między stanami materii: ciałem stałym, cieczą i gazem.

Ciepło topnienia wymagane do stopienia ciała stałego zależy w dużej mierze od siły wiązania molekularnego, więc różne substancje wymagają różnych ilości ciepła topnienia, aby przekształcić się w ciecze. Na przykład ilość energii potrzebnej do stopienia ołowiu jest mniejsza niż ilość wymagana do stopienia lodu w ciekłą wodę. Wynika to z faktu, że ciepło topnienia nie bierze pod uwagę temperatury niezbędnej do doprowadzenia substancji do jej temperatury topnienia, ale jest mierzone jedynie jako ilość ciepła potrzebna do przekształcenia substancji całkowicie w ciecz po osiągnięciu jej temperatury topnienia.