Krystallisering og smelting plan av endringer i aggregattilstand av stoffet

Denne artikkelen forklarer hva krystallisering og smelting. I eksempelet i forskjellige aggregattilstander av vann er forklart, hvor mye varme som er nødvendig for frysing og tining, og at disse verdiene er forskjellige. Det viser forskjellen mellom den poly- og enkeltkrystaller, så vel som kompleksiteten av fremstillingen av den sistnevnte.

Flytter til en annen aggregattilstand

En vanlig person tenker om dette sjelden, men livet på det nivået der det eksisterer nå, ville ha vært umulig uten vitenskap. Hva er det? Et vanskelig spørsmål, fordi mange av de prosesser som skjer i grenselandet mellom flere disipliner. Fenomener som finner området av vitenskap er vanskelig, er den krystalliseringen og smeltingen. Det ville virke, vel, det som er vanskelig: det var vann - har blitt isen, var et metall ball - har blitt en pool av flytende metall. Imidlertid er den nøyaktige mekanismer for overgang fra en tilstand av aggregering til en annen mangler. Fysikk klatre dypere inn i jungelen, men å forutsi nøyaktig på hvilket punkt vil starte smelter og krystallisering av de organer har ennå ikke blitt oppnådd.

Det vi vet

Noe som menneskeheten fortsatt vet. Smeltepunktet og krystalliseringen ganske lett bestemmes empirisk. Men alt er ikke så enkelt. Alle vet at vannet smelter og fryser ved null grader Celsius. Imidlertid er vann vanligvis ikke bare en teoretisk konstruksjon, en bestemt mengde. Ikke glem at smelting og krystallisering prosessen er ikke umiddelbar. Isbit begynner å smelte tidligere enn akkurat har nådd null grader, vannet i den første begerglass dekkes med iskrystaller ved en temperatur som litt overstiger merke på skalaen.

Isolering og absorpsjon av varme ved overgangen til en annen tilstand av aggregering

Krystallisering og smeltende faste stoffer ledsaget av visse termiske effekter. I flytende tilstand er molekylet (eller noen ganger atomer) er forbundet med hverandre ikke meget stramt. Nettopp på grunn av dette, har de muligheten til å "flow". Når kroppen begynner å miste varmen, atomer og molekyler begynner å forene dem i den mest praktiske struktur. Således oppstår krystallisasjon. Ofte avhenger av ytre forhold, oppnås fra det samme karbon grafitt, diamant, eller Fulle. Så ikke bare temperaturen, men også trykket innflytelse på måten vil fortsette krystallisering og smelting. Imidlertid, for å ødelegge den krystallstruktur av den stive forbindelse, tar det litt mer energi, og følgelig mengden av varme enn det for å lage dem. Således vil materialet fryse hurtigere enn smelteprosesser under de samme betingelser. Dette fenomenet kalles latent varme, og reflekterer forskjellen beskrevet ovenfor. Husk at den latente varme ikke er relatert til den varme og som sådan gjenspeiler den varmemengde som kreves for å smelte og krystallisasjon inntraff.

Volumendring ved overgang til en annen aggregattilstand

Som allerede nevnt, antallet og kvaliteten av koblinger i flytende og fast tilstand er forskjellige. For flytende tilstand krever mer energi, og derfor atomer bevege seg raskere søker å hoppe fra ett sted til et annet og skaper en midlertidig tilkobling. Ettersom amplituden av oscillasjonene i de partikler som er større, og den væske som har større volum. Mens det i en fast tett forbindelse, vibrerer hvert atom om en likevektsstilling, er han i stand til å forlate sin stilling. Denne strukturen tar mindre plass. Slik at smelting og krystallisering av stoffer som ledsages av en endring i volum.

Egenskaper: Smelte og krystallvann

Denne felles og viktig væske for planeten vår, som vann kan ikke tilfeldig spille en stor rolle i livene til nesten alle levende vesener. Beskrevet ovenfor, er differansen mellom den varmemengde som er nødvendig for krystallisering og smelting fant sted, så vel som endringen i volum ved endring av tilstanden for aggregering. Noen unntak til både regler er vann. Hydrogen forskjellige molekyler i en flytende tilstand selv kort forbundet, danner svake, men likevel ikke er lik null hydrogenbinding. Dette forklarer den ekstremt stor varmekapasitet av denne universelle væske. Det bør bemerkes at vannstrømmen, gjør denne kommunikasjonen ikke forstyrre. Men deres rolle under frysingen (med andre ord, krystallisering) opp til enden uklar. Imidlertid bør man innrømme at isen av den samme masse opptar mer volum enn flytende vann. Dette faktum er forårsaker mye skade ingeniør nettverk, og leverer en rekke problemer som betjener sitt folk.

Ikke bare en eller to ganger i nyhetene blinket slike meldinger. I vinter, fyrrom av en avsidesliggende landsby det var en ulykke. På grunn av snøstormer, fikk is og tung frost ikke har tid til å kjøre drivstoff. Vann tilføres til den varme og trykk, batteri, mer varme. Hvis det ikke er tid til å renne, som forlater systemet i det minste delvis tom, og det er bedre å tørke, begynner det å skaffe omgivelsestemperatur. Oftere enn ikke, dessverre, på dette tidspunktet er det sterk frost. Og isen rive rør, slik at folk som ikke har mulighet for et behagelig liv i de kommende månedene. Så, selvfølgelig, eliminere ulykken, tapre krisesituasjoner departementet, bryte gjennom snøstormen å bli bombardert med helikopter noen tonn med den ettertraktede kull og dårlig rørleggerarbeid i hard kulde endret klokkeslett rør.

Snø og snøflak

Forestill isen, vi tenker ofte på de kalde kuber i et glass juice eller store strekninger av frosne Antarktis. Snø blir oppfattet av folk som en spesiell fenomen, som synes å være relatert til vann. Men i virkeligheten er det samme is, bare frosset i en viss orden, som bestemmer formen. De sier at to identiske snøfnugg i hele verden ikke eksisterer. En forsker fra USA tok opp saken alvorlig og har bestemt forholdene for oppnåelse av disse skjønn hex ønskede form. Hans laboratorium kan gi enda en snøstorm av snøflak bilde betales av kunden. Forresten, hagl, sne og lignende, er veldig glad i resultat av krystalliseringsprosessen - fra dampen og ikke vann. Reomdannelse av det faste legemet på en gang i gassenheten kalles sublimering.

Enkeltkrystaller og polykrystallinske

Alle har sett vinterisen mønstre på glasset i bussen. De er dannet på grunn av temperaturen inne i bilen er over null grader. Og dessuten, mange mennesker puste sammen med luften fra lungene parene, gi større fuktighet. Men glasset (ofte subtil Enkelt) er ved omgivelsestemperatur, dvs. en negativ. Vanndamp, å berøre det meget raskt mister varme og blir til en fast tilstand. En krystall holder seg til en annen, er hver av de følgende form litt forskjellig fra den forrige, og raskt vokse vakre asymmetriske mønstre. Dette er et eksempel på polykrystallinsk. "Poly" - fra det latinske "mye". I dette tilfellet er noen av microparts kombinert i en enkelt enhet. Metall produkt - altfor ofte polykrystallinsk. Og her er den perfekte form for naturlig kvarts prisme - er en enkelt krystall. I sin struktur, vil ingen finne feil og hull, mens det i polykrystallinske volumer retningene stykkene er tilfeldig og ikke er enig med hverandre.

Smartphone og kikkert

Men i moderne teknologi krever ofte en helt ren enkle krystaller. For eksempel, praktisk talt alle typer smart inneholder i sin dybder silisiumminneelement. Ingen atom i alt dette volumet skal ikke flyttes fra det ideelle stedet. Alle må ta sin plass. Ellers, i stedet for bilder du vil få utgangs lyder, og mest av alt, ekkel.

Kikkert, nattsynsanordninger må også tilstrekkelige bulkenkeltkrystaller som konverterer infrarød stråling til synlig lys. Metoder for deres økende antall, men hver krever spesielt forsiktige og nøyaktige beregninger. Slik oppnås enkeltkrystaller, forskere forstå fra fasediagrammer, dvs. å se på en kurve for smelting og krystallisering av produktet. Skape et bilde er vanskelig, derfor, materialer forskere er spesielt verdsatt av forskere som bestemte seg for å finne ut alle detaljene i planen.