Hvad er forskellen mellem koldt vand og varmt vand i molekylniveauet?


Svar 1:

Aaron Murphys svar er godt. Temperatur er en funktion af den kinetiske energi fra atomer eller molekyler. Jeg vil dog gerne tilføje, at det ofte siges, at varmere molekyler "vibrerer" hurtigere - dette er ikke rigtig tilfældet i alle stoffer, og især ikke i flydende vand.

I væsker (væsker og gasser) har atomer eller molekyler meget mere frihed end de gør i faste stoffer, og de "hopper" rundt kaotisk og kommer meget tæt på at bryde ind i hinanden (de gør aldrig og faktisk i vores univers næsten intet “rører” noget andet). Når de bevæger sig ind mod hinanden, vil atomerne eller molekylerne i stigende grad blive frastøttet, hvis de deler den samme polaritet, og Van der Waals-kræfter sikrer, at de aldrig kan komme for tæt på.

Når temperaturen i et system, i dette tilfælde med flydende vand, stiger, øges også energien, som molekylerne bevæger sig med - og når de skubber hinanden mere og mere ofte og med mere intensitet, er hele systemet nødt til at udvide sig ( dvs. det tager mere plads at indeholde den samme mængde molekyler, fordi de skubber hinanden væk). Til sidst, når temperaturen er for meget, begynder vandmolekyler hurtigt at bevæge sig væk fra den flydende fase til den gasformige fase, kaldet damp. Dette er, hvad vi almindeligt kender som 'kogende vand'.

Dog bør du indse, at vandmolekylernes natur ikke ændrer sig for de fleste almindelige tryk og temperaturer. Det er altid den samme H2O, med den samme geometri og afstanden mellem atomer. Kun når systemets energi når massivt høje niveauer, ændres molekylerne i sig selv (spærrer tilsætning af en syre, base eller en anden reaktant).