堆積物は吸熱性ですか、それとも発熱性ですか? (そしてなぜ?)

堆積は発熱プロセスです。これは、液相を通さずに気体から直接固体に変化することです。堆積中、ガス分子はエネルギーを失い、環境に熱を放出し、その結果、環境の温度が上昇します。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

堆積が発熱プロセスであるのはなぜですか?

堆積は、気体が液相を迂回して直接固体に変化する相転移プロセスです。一般的には「デポ」や「ガスデポ」と呼ばれています。「発熱」という用語は、熱の形でエネルギーを放出するプロセスを指します。

堆積は熱エネルギーの放出を伴うため、発熱プロセスとみなされます。堆積中に気体が固体に変わるとき、気体分子はエネルギーを失い、集まって固体構造を形成します。このプロセスでは、エネルギーが熱の形で環境に放出されます。

堆積中、ガス分子は運動エネルギーの減少を経験します。エネルギーが失われると、速度が低下し、互いに近づきます。最終的に、ガス分子間の引力が十分に強くなり、ガス分子を固体配列に保持し、結晶構造を形成します。

堆積中に放出されるエネルギーは、ガス分子が高エネルギー状態 (気相) から低エネルギー状態 (固相) に転移することによって生じます。このエネルギーは熱の形で放出され、周囲の環境を暖め、堆積を発熱プロセスとします。

熱放出を伴うすべての相転移が発熱であるわけではないことに注意してください。たとえば、気体が液体に変化する凝縮のプロセスでも、熱が放出されるため発熱します。ただし、融合(固体から液体) や蒸発(液体から気体) などのプロセスは吸熱性があり、熱エネルギーの入力が必要です。

堆積は環境からの熱エネルギー入力を必要としないため、吸熱プロセスではありません。代わりに、それは発熱性であり、環境に熱エネルギーを放出することを意味します。気体が沈降すると、気体分子はエネルギーを失い、集まって固体を形成し、その結果、熱が放出されます。

堆積中、ガス分子はエネルギーを失い、直接固体状態になります。このエネルギーの損失は、気体分子の運動エネルギーの減少によるもので、気体分子の速度が低下し、分子が互いに近づくようになります。

気体分子が互いに近づくと、ファンデルワールス力や水素結合などの分子間力が重要になり、固体構造が形成されます。このプロセス中に放出されるエネルギーは熱として放出され、それによって環境が温暖化します。

熱エネルギーの入力を必要とする吸熱プロセスとは異なり、堆積は外部熱源を必要とせずに自発的に起こります。

堆積中に放出されるエネルギーは、固相内でのガス分子のより安定した低エネルギー状態への遷移によって生じます。したがって、堆積は吸熱プロセスではなく発熱プロセスとして分類されます。