Energiomsättningar vid reaktioner & fasövergångar
Kemiska reaktioner och fasövergångar innebär energiöverföringar. Genom att följa energi mellan system och omgivning kan du förstå varför temperaturen förändras och varför vissa processer kräver ständig energitillförsel.
- Nivå 1
Förstå → Se exempel → Träna
Förstå
Exoterma processer
I en exoterm process överför systemet energi till omgivningen, ofta som värme. Omgivningens temperatur kan då öka. Förbränning är ett vanligt exempel.
Endoterma processer
I en endoterm process tar systemet upp energi från omgivningen. Omgivningen kan då kylas. Många sönderdelningsreaktioner kräver energitillförsel.
Bindningar och energi
Det krävs energi för att bryta kemiska bindningar, medan energi frigörs när nya bindningar bildas. Reaktionens totala energiändring beror på skillnaden mellan dessa bidrag.
Fasövergångar
Smältning och förångning kräver energi för att partiklar ska kunna separeras mer från varandra. Frysning och kondensation avger energi när partiklarna kommer närmare och attraktionskrafterna får större betydelse.
Temperatur är inte samma sak som energimängd
Temperatur beskriver den genomsnittliga rörelseenergin hos partiklarna, medan ett systems totala termiska energi också beror på hur mycket materia som finns. Under en fasövergång kan energi tillföras utan att temperaturen ökar.
Exempel
Exempel: en kylpåse
- En engångskylpåse kan innehålla ett salt och vatten åtskilda.
- När de blandas kan upplösningen vara endoterm.
- Systemet tar då upp energi från omgivningen.
- Påsens temperatur sjunker trots att ingen 'kyla' skapas.
Så gör du
- 1Bestäm vad som räknas som system.
- 2Avgör om energi går in i eller ut ur systemet.
- 3Klassificera processen som endoterm eller exoterm.
- 4Koppla energin till bindningar eller intermolekylära krafter.
- 5Skilj mellan temperaturförändring och fasövergång.
Vanliga misstag
Vanligt misstag
Endoterm betyder att processen alltid känns varm.
Bättre
Endoterma processer tar upp energi och kan därför kyla omgivningen.
Namnet beskriver energiflödet till systemet.
Vanligt misstag
Att bryta bindningar frigör energi.
Bättre
Det krävs energi för att bryta bindningar.
Energi frigörs när nya bindningar bildas.
Vanligt misstag
Temperaturen stiger alltid när energi tillförs.
Bättre
Vid en fasövergång kan energin användas till att förändra partiklarnas inbördes läge utan temperaturökning.
Det sker exempelvis vid kokpunkten.
Fundera
Hur hjälper system–omgivning-tänkandet dig att undvika uttryck som att energi 'försvinner'?
Träna
Övning
Varför krävs fortsatt energitillförsel när vatten kokar trots att temperaturen ligger kvar kring kokpunkten?
Sammanfattning
- Exoterma processer avger energi till omgivningen.
- Endoterma processer tar upp energi från omgivningen.
- Bindningsbrytning kräver energi och bindningsbildning frigör energi.
- Fasövergångar innebär energiöverföring även utan kemisk reaktion.
- Temperatur och total energimängd är inte samma sak.
Relaterade genomgångar
Fortsätt med något som hänger ihop med den här genomgången.