Μάθημα : Στοιχεία Ψύξης Κλιματισμός

Κωδικός : S19190

S19190 - ΘΕΟΦΙΛΟΣ ΠΑΣΤΡΙΚΟΣ

Ενότητες μαθήματος

4.1 Μετατροπές φάσης

Οι μετατροπές φάσης (ή αλλαγές κατάστασης της ύλης) αναφέρονται στη μετάβαση ενός υλικού από μια φυσική κατάσταση (στερεό, υγρό, αέριο) σε μια άλλη. Αυτές οι μετατροπές συμβαίνουν όταν προσφέρεται ή αφαιρείται θερμότητα (ενέργεια) και πραγματοποιούνται υπό σταθερή θερμοκρασία και πίεση.

1. Μετατροπές με Προσθήκη Θερμότητας (Απορρόφηση Ενέργειας)

  • Τήξη: Η μετάβαση από τη στερεή στην υγρή κατάσταση (π.χ. ο πάγος που λιώνει και γίνεται νερό).

  • Εξάτμιση / Βρασμός: Η μετάβαση από την υγρή στην αέρια κατάσταση.

    • Εξάτμιση: Γίνεται μόνο από την επιφάνεια του υγρού και σε οποιαδήποτε θερμοκρασία.

    • Βρασμός (κορεσμός): Γίνεται σε όλη τη μάζα του υγρού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία (σημείο βρασμού).

  • Εξάχνωση: Η απευθείας μετάβαση από τη στερεή στην αέρια κατάσταση, χωρίς το υλικό να περάσει ενδιάμεσα από την υγρή μορφή (π.χ. η ναφθαλίνη ή ο ξηρός πάγος).

2. Μετατροπές με Αφαίρεση Θερμότητας (Έκλυση Ενέργειας)

  • Υγροποίηση (ή Συμπύκνωση): Η μετάβαση από την αέρια στην υγρή κατάσταση (π.χ. οι υδρατμοί που γίνονται σταγόνες στα τζάμια ή η λειτουργία του συμπυκνωτή στο κλιματιστικό).

  • Πήξη (ή Στερεοποίηση): Η μετάβαση από την υγρή στην στερεή κατάσταση (π.χ. το νερό που παγώνει στην κατάψυξη).

  • Απόθεση (ή Συμπύκνωση σε Στερεό): Η απευθείας μετάβαση από την αέρια στη στερεή κατάσταση (π.χ. ο σχηματισμός παγετού/πάχνης τις κρύες νύχτες του χειμώνα).

Στόχοι της Ενότητας:

Οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση να:

  • Αντιλαμβάνονται ότι μία ουσία μπορεί να βρεθεί σε 3 διαφορετικές φυσικές καταστάσεις.
  • Αναφέρουν σε ποια φυσική κατάσταση βρίσκονται διαφορερικές ουσίες υπό συνήθεις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.
Έγγραφα
Βιβλία
Πολυμέσα
ΟΙ ΤΡΕΙΣ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

Στην κατάσταση του πάγου τα μόρια του νερού αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με ισχυρές δυνάμεις. Κατά τη θέρμανση του πάγου, αυτός θα τακεί και τα μόρια θα αλληλεπιδρούν τώρα με λιγότερο ισχυρές δυνάμεις. Το νερό θερμαινόμενο γίνεται υδρατμός (εξάτμιση), όπου τα μόρια του νερού δεν αλληλεπιδρούν με δυνάμεις μεταξύ τους, ενώ έχουν αποκτήσει μεγάλη κινητική ενέργεια.

Πολυμέσα
ΦΑΣΕΙΣ & ΦΥΣΙΚΕΣ ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

Video παρακολούθησης των αλλαγών φάσεων του νερού κατά την θέρμανσή του. Το video επιτρέπει τη διερευνητική προσέγγιση και μελέτη της αλλαγής φάσης και της σχέσης μεταξύ των φυσικών μεγεθών της θερμοκρασίας και της θερμότητας. Παρακολουθώντας την αλλαγή των φάσεων, από πάγο σε υγρό και στη συνέχεια σε ατμό, ο χρήστης μπορεί παράλληλα να παρακολουθεί την εικόνα που παρουσιάζει το νερό σε μοριακό επίπεδο (μικρόκοσμος) και το διάγραμμα θερμοκρασίας-θερμότητας.

Έγγραφα
Παρουσιάσεις
Σύνδεσμοι
Ατμοί - Μετατροπές φάσης

Το συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο στο Φωτόδεντρο (Photodentro LOR) με τίτλο «Ατμοί - Μετατροπές φάσης» ανήκει στη θεματική περιοχή Ψύξη-Θέρμανση-Κλιματισμός και σχεδιάστηκε για να βοηθήσει τους μαθητές των ΕΠΑ.Λ. να κατανοήσουν οπτικά και διαγραμματικά πώς αλλάζει η κατάσταση της ύλης (με παράδειγμα το νερό - $H_2O$) όταν προστίθεται σταθερά θερμότητα.

Ασκήσεις

Στο διάγραμμα παριστάνεται η θερμοκρασία της ουσίας Η2Ο ως συνάρτηση της προσδιδόμενης θερμότητας, για συνεχή και σταθερή θέρμανση 1Kg ουσίας υπό σταθερή πίεση 1atm.

Ποιο είναι το ποσό της θερμότητας που χρειάστηκε για να μετατραπεί η ποσότητα 1Kg πάγου θερμοκρασίας -40oC σε ξηρό κορεσμένο ατμό θερμοκρασίας 100oC;

Συζητήσεις
Μετατροπές φάσης - Υλικό
Ερωτήσεις σχετικά με την ενότητα Μετατροπές Φάσης
Ασκήσεις

Άσκηση Μετατροπής φάσεων του νερού.

Εργασίες

Βάλτε ένα παγάκι σε ένα πιάτο στην κουζίνα σας. Φωτογραφίστε το:

1) Μόλις το βγάλετε,

2) Μετά από 10 λεπτά,

3) Μετά από 30 λεπτά.

 

Ανεβάστε εδώ τις 3 φωτογραφίες σε ένα αρχείο Word ή PDF και γράψτε με μία φράση ποιο φαινόμενο παρατηρήσατε.