Układ, w którym występuje różnica temperatury pomiędzy jego częściami, dąży do wyrównania temperatury i ujednolicenia jej w całej objętości. Dlatego metalowy drut podczas ogrzewania nie zmienia swojej temperatury jedynie w miejscu zetknięcia ze źródłem ciepła, lecz także w dalszej części.

RL2sDxmNj08Hj

Ilustracja przedstawiająca dwa ciała, każde symbolizowane przez pionowy owal. Po lewej stronie znajduje się ciało gorące (w środku owalu jest rzymska cyfra jeden), zaś po prawej ciało zimne (w środku owalu jest rzymska cyfra dwa). Pomiędzy owalami poprowadzono pionową linię. Po lewej stronie od pionowej linii, tam, gdzie jest ciało gorące, znajduje się napis: spadek temperatury, po prawej stronie - tam, gdzie ciało zimne - jest napis: wzrost temperatury. Po stronie ciała gorącego jest pasmo koloru czerwonego, zbliżając się do pionowej linii zyskuje niebieskawy odcień. Za pionową linią w kierunku ciała zimnego kolor pasma zmienia się z niebiesko‑czerwonego na niebieski.

Dyfuzja polega na samorzutnym przemieszczaniu się cząsteczek w obrębie układu z miejsca o większym stężeniu do miejsca o niższym stężeniu. Dzięki temu po pewnym czasie rozpylone perfumy można wyczuć w całym pomieszczeniu.

RKO6GWGS8Yqbc

Ilustracja przedstawiająca trzy układy. Pierwszy to układ podzielony na dwie części, jedna z nich wypełniona jest niebieskimi kulkami, zaś druga czerwonym. W drugim przypadku Układ nie jest podzielony, kulki niebieskie z lewej strony oraz kulki czerwone z prawej dyfundują, to znaczy czerwone kierują się w stronę lewej części układu, a niebieskie w stronę prawej. Trzeci przypadek pokazuje układ po dyfuzji. Kulki niebieskie i czerwone są rozmieszczone równomiernie w całym układzie.

Dyfuzja może zachodzić nie tylko w gazach, ale także cieczach i ciałach stałych.

R1diDDYTz00oG

Ilustracja przedstawiająca dwa naczynia, każde zawiera dwie substancje symbolizowane przez żółte i zielone kulki. Naczynie po lewej stronie przed wymieszaniem, zielone kulki znajdują się w górnej warstwie w naczyniu, a żółte w dolnej. Po lewej stronie naczynie po wymieszaniu, kulki zielone i żółte są równomiernie rozmieszczone w całej objętości naczynia.

Podobnie jak w przypadku ogrzewania metalowego drutu, tak samo przepływ ciepła pomiędzy rożnymi częściami układu powoduje wyrównanie się temperatury układu, w którym ciało ulega stygnięciu, a otoczenie niewielkiemu ogrzaniu.

R1DzSIPHDJeqY

Zdjęcie przedstawiające dwa szklane naczynia wypełnione wodą i znajdujące się na płaszczach grzejnych. Po lewej stronie zawartość naczynia 100 mililitrów wody ma temperaturę 100 stopni Celsjusza, po prawej stronie woda w naczyniu po upływie pewnego czasu, wystygła i ma temperaturę 25 stopni Celsjusza. Strzałka od lewego do prawego naczynia.

Reakcja utleniania metali zachodzi samorzutnie pod wpływem tlenu pochodzącego z atmosfery. W przypadku stali obserwujemy charakterystyczną zmianę barwy i zniszczenie powierzchni metalu. Zjawisko to nazywamy rdzewieniem, a rdza to tlenek żelaza($\text{III}$) ${\text{Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}$.

RtvBWkk2eTFcH

Zdjęcie przedstawiające zardzewiały kawałek blachy.

Reakcja powstawania wody z gazowego tlenu i gazowego wodoru jest reakcją wybuchową i zachodzi samoistnie, bez dostarczania energii do układu. Równanie tej reakcji zapisujemy w następujący sposób:

Kulka opuszczona na podłoże posiada pewną energię kinetyczną, która zmniejsza się w miarę upływu czasu, ponieważ jest zużywana na odbijanie kulki od podłoża.

R2w4uy4GURCRb

Ilustracja przedstawiająca schematycznie kulkę upuszczoną na podłoże, która uderza w nie z pewną siłą, odbija się na mniejszą wysokość niż ta, z której została upuszczona, następnie znowu upada, odbija się i upada.

Podobnie działa wahadło, wykonujące drgania. Po pewnym czasie zatrzymuje się w stanie równowagi, czyli nieruchomieje.

W trakcie rozpuszczenia, wszystkie wiązania jonowe ulegają rozerwaniu; solwatacja jonów zmienia stopień nieuporządkowania, zwiększając objętość dostępną dla jonów i tym samym entropię.

RpYEMlm2CIFPq

Ilustracja przedstawiająca za pomocą modelu kulkowego solwatowanie fluorku potasu przez cząsteczki wody prowadzące do rozpuszczenia soli. Symbolizowany przez fioletową kulkę kation potasu otaczają trzy cząsteczki wody symbolizowane przez kulkę czerwoną, czyli atom tlenku i dwie mniejsze białe, kulki, są one skierowane do tegoż kationu atomami tlenu posiadającymi cząstkowy ładunek ujemny. Z kolei anion fluorkowy symbolizowany przez dużą żółtą kulkę solwatowany jest przez trzy cząsteczki wody skierowane do tegoż anionu atomami wodoru posiadającymi cząstkowe ładunki dodatnie. Poniżej równanie: KF, strzałka w prawo, nad strzałką ${\text{H}}_2\text{O}$, za strzałką ${{\text{K}}^{+}}_{\left(\text{aq}\right)}{{\text{ + F}}^{-}}_{\left(\text{aq}\right)}$.

Wodę można rozłożyć na tlen i wodór, przepuszczając np. prąd elektryczny przez wodę, co oznacza wykonanie pracy przez prąd na układzie.

Podczas elektrolitycznego rozkładu wody na elektrodach, wydzielają się gazowe produkty: na ujemnie naładowanej katodzie gazowy wodór, a na dodatnio naładowanej anodzie gazowy tlen. Dzięki odpowiedniemu umiejscowieniu elektrod w aparacie Hofmanna możliwe jest zbieranie obu otrzymanych gazów ponad powierzchnią cieczy bez mieszania ich (co mogłoby prowadzić do wybuchowej reakcji otrzymywania wody).

RepNMRtmVAK7A

Ilustracja przedstawiająca aparat Hofmanna zbudowany z naczynia składającego się z dwóch zamkniętych, podłużnych, pionowych, szklanych rurek połączonych poprzeczną rurką. Do poprzecznej rurki poprowadzony jest wężyk, przez który do naczynia doprowadzana jest woda. W lewej pionowej rurce u dołu znajduje się anoda oznaczona plusem, zaś w prawej katoda oznaczona minusem. Poziom wody w lewej rurce jest wyżej niż w prawej rurce. W wyniku zamknięcia układu i przyłożenia napięcia zachodzi elektroliza wody. Na katodzie proces redukcji, którego produktem jest cząsteczkowy wodór. Na anodzie proces utlenienia, którego produktem jest cząsteczkowy tlen.

Reakcje można zapisać następująco:

• reakcja katodowa (redukcja)

  $$2 {\text{H}}_2\text{O}+2{\text{e}}^{-}\to {\text{H}}_2+2 {\text{OH}}^{-}$$

• reakcja anodowa (utlenianie)

Sumaryczne równanie reakcji zapisujemy w następujący sposób:

Aby wyznaczyć ilość ciepła wydzielonego w trakcie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny, stosuje się prawo Joule'a. Głosi ono, że ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu.

Zapisuje się je następującym wzorem:

gdzie:
$Q$ – ilość wydzielonego ciepła;
$I$ – natężenie prądu elektrycznego;
$R$ – opór elektryczny przewodnika;
$t$ – czas przepływu prądu.

Zjawisko to znajduje zastosowanie w urządzeniach wyposażonych w grzałki oraz w płytach indykcyjnych. Niestety w większości przypadków jest niepożądane – oznacza bowiem stratę energii na rzecz wydzielanego ciepła oraz potrzebę chłodzenia urządzeń, które pod wpływem temperatury ulegają uszkodzeniu (np. komputery).

RML6jjqk0uuN2

Zdjęcie przedstawia biały czajnik elektryczny, stojący na drewnianym blacie.

Sprężanie gazu (w przeciwieństwie do jego rozprężania) wymaga wykonania pracy nad układem. W tym wypadku należy zwiększyć ciśnienie wywierane z zewnątrz na układ, czyli np. przesunąć tłok.

Rr4UoE5YfGtsA

Schemat przedstawiający sprężanie i rozprężanie układu. Na ilustracji znajdują się dwie komory oddzielone tłokiem. W pierwszej zaznaczono ciśnienie wewnętrzne ${\text{p}}_{\text{wew}}$, zaś w drugiej ciśnienie na zewnątrz układu ${\text{p}}_{\text{zew}}$. Od tłoku skierowano strzałkę do wnętrz pierwszej komory, nad którą symbol V, strzałka wskazuje na sprężanie układu. Od tłoka do wnętrza drugiej komory skierowano strzałkę, nad którą znajduje się symbol V, co symbolizuje rozprężanie układu. Zapisano równanie ${\text{∆p = p}}_{\text{zew}}{\text{ - p}}_{\text{wew}}$ oraz $\text{∆p >}0$ czyli sprężanie i $\text{∆p <}0$ czyli rozprężanie.