O congelamento da água é um processo exotérmico ou endotérmico?

Antes de responder à pergunta, é muito importante entender o que exatamente acontece do ponto de vista energético quando a água passa de líquido para sólido.

Digamos que você comece à temperatura ambiente. Quando moléculas de água estão no líquido fase, eles estão constantemente se movendo, constantemente esbarrando e colidindo entre si.

Ligações de hidrogênio estão sempre sendo formados e quebrados à medida que as moléculas de água passam umas pelas outras.

À temperatura ambiente, o estado líquido é caracterizado por um relativamente energia cinética média alta para as moléculas de água.

Agora, para desacelerar essas moléculas o suficiente para que o ligações de hidrogênio que são formadas entre moléculas de água individuais não estão mais quebrados, você precisa tomar energia fora do sistema.

Quando a água está no estado sólido, as moléculas são "presas" em uma rede de cristais. A energia cinética média das moléculas não pode mais dominar as ligações de hidrogênio e, portanto, o gelo é formado.

Isso implica que o calor deve ser desprendido pelo sistema, ou seja, a água, para diminuir tudo o suficiente para que o cristal se forme.

Como resultado, o congelamento da água é um processo exotérmico porque o calor está sendo removido do sistema.

Um processo endotérmico implicaria que o calor deve ser fornecidas para o sistema. Claramente não é o caso aqui, já que fornecer calor realmente aumentar a energia cinética média das moléculas de água.

Derreter gelo é um processo endotérmico, porque você precisa fornecer calor para permitir que as moléculas dominem as ligações de hidrogênio e comecem a se mover novamente.