Il congelamento dell'acqua è un processo esotermico o endotermico?

Prima di rispondere alla domanda, è molto importante capire cosa succede esattamente dal punto di vista energetico quando l'acqua passa da liquido a solido.

Diciamo che inizi a temperatura ambiente. Quando le molecole d'acqua sono nel liquido fase, si muovono costantemente, si scontrano e si scontrano costantemente.

Legami di idrogeno si formano e si rompono sempre mentre le molecole d'acqua si muovono l'una accanto all'altra.

A temperatura ambiente, lo stato liquido è caratterizzato da a relativamente alta energia cinetica media per le molecole d'acqua.

Ora, per rallentare abbastanza queste molecole in modo che il legami di idrogeno che si formano tra le singole molecole d'acqua non sono più rotti, È necessario prendere energia fuori dal sistema.

Quando l'acqua è allo stato solido, le molecole sono "bloccate" in posizione in una rete di cristalli. L'energia cinetica media delle molecole non può più sopraffare i legami idrogeno e quindi si forma il ghiaccio.

Ciò implica che il calore deve essere emesso dal sistema, cioè l'acqua, per rallentare tutto abbastanza da formare il cristallo.

Come sempre, il congelamento dell'acqua è un processo esotermico perché il calore viene rimosso dal sistema.

Un processo endotermico implicherebbe che il calore deve essere in dotazione al sistema. Questo non è chiaramente il caso qui, dal momento che fornire calore sarebbe effettivamente aumentare l'energia cinetica media delle molecole d'acqua.

Ghiaccio che si scioglie è un processo endotermico perché è necessario fornire calore per consentire alle molecole di sopraffare i legami idrogeno e ricominciare a muoversi.