Kristallisasie en smelt skedule van veranderinge in die totale stand van die stof

Hierdie artikel verduidelik wat die kristallisasie en smelt. In die voorbeeld van verskillende state van samevoeging van water verduidelik, hoeveel hitte is nodig vir bevriesing en ontdooiing en waarom hierdie waardes is anders. Dit toon die verskil tussen die poli- en enkelkristalle, sowel as die kompleksiteit van die vervaardiging van die laasgenoemde.

Beweeg na 'n ander totaal staat

'N gewone mens dink oor hierdie rare maar lewe op die vlak waarop dit nou bestaan, sou onmoontlik gewees het sonder die wetenskap. Wat is dit? 'N moeilike vraag, omdat baie van die prosesse wat by die koppelvlak van verskeie dissiplines. Verskynsels waarvoor identifiseer die gebied van die wetenskap is moeilik, is die kristallisasie en smelt. Dit wil voorkom, wel, wat moeilik is: daar was water - het ys word, was 'n metaal bal - het 'n poel van vloeibare metaal. Maar die presiese meganismes van oorgang van een toestand van samevoeging na 'n ander weg. Fisika klim dieper in die oerwoud, maar om presies te voorspel op watter punt sal begin smelt en kristallisasie van die liggame is nog nie verkry is nie.

Wat ons weet

Iets wat die mensdom nog weet. Die smeltpunt en kristallisasie redelik maklik empiries bepaal. Maar alles is nie so eenvoudig nie. Almal weet dat die water smelt en vries op nul grade Celsius. Maar die water is gewoonlik nie net 'n teoretiese konstruk, 'n spesifieke bedrag. Moenie vergeet dat die smelt en kristallisasie proses is nie onmiddellik. Ysblokkie begin om vroeër te smelt as presies nul grade bereik, die water in die eerste beker is bedek met ys kristalle by 'n temperatuur wat effens die merk oorskry op die skaal.

Isolasie en absorpsie van hitte gedurende die oorgang na 'n ander staat van samevoeging

Kristallisasie en smelt vastestowwe vergesel deur sekere termiese effekte. In die vloeibare toestand die molekule (of soms atome) is verbind is nie baie streng. Juis as gevolg van hierdie, hulle het die vermoë om te "vloei." Wanneer die liggaam begin om hitte te verloor, atome en molekules begin om hulle te verenig in die mees geskikte struktuur. So, kristallisasie plaasvind. Dikwels afhanklik van die eksterne omstandighede, word verkry uit dieselfde koolstof grafiet, diamant, of Full Reen. So nie net temperatuur, maar ook die druk invloed op die manier sal kristallisasie en smelt voort te gaan. Maar, ten einde die kristalstruktuur van die rigiede verband te vernietig, dit neem 'n bietjie meer energie, en dus die hoeveelheid hitte as wat hulle skep. Dus, sal die materiaal vinniger as smelt prosesse onder dieselfde voorwaardes vries. Hierdie verskynsel staan bekend as latente hitte, en weerspieël die hierbo beskryf verskil. Onthou dat die latente hitte nie verwant is aan die hitte en as sodanig weerspieël die hoeveelheid hitte benodig om te smelt en kristallisasie plaasgevind het.

Verander in volume wanneer jy na 'n ander totaal staat

Soos reeds genoem, die aantal en gehalte van die skakels in die vloeibare en vaste lande verskil. Vir vloeibare staat meer energie vereis dus atome beweeg vinniger voortdurend spring van een plek na 'n ander en die skep van 'n tydelike verbinding. Sedert die amplitude van die ossillasies van die deeltjies groter, en die vloeistof het 'n groter volume. Terwyl dit in 'n stewige stywe verband, elke atoom vibreer oor 'n posisie van balans, hy is nie in staat om sy posisie te verlaat. Hierdie struktuur neem minder ruimte. Sodat die smelt en kristallisasie van stowwe vergesel deur 'n verandering in volume.

Eienskappe smelt en kristallisasie water

Hierdie algemene en belangrike vloeistof vir ons planeet, as water kan nie terloops speel 'n groot rol in die lewens van byna al die lewende wesens. hierbo beskryf is die verskil tussen die hoeveelheid hitte benodig vir kristallisasie en smelt plaasgevind het, asook die verandering in volume wanneer die verandering van die toestand van samevoeging. N paar uitsonderings op beide reëls is water. Waterstof verskillende molekules in 'n vloeibare toestand selfs kortliks verbind, die vorming van swak, maar nog nie nul waterstofbinding. Dit verklaar die baie groot hitte kapasiteit van hierdie universele vloeistof. Dit sal opgemerk word dat die water vloei, hierdie kommunikasie nie inmeng. Maar hul rol tydens bevriesing (met ander woorde, kristallisasie) tot die einde bly onduidelik. Mens moet egter erken dat die ys met dieselfde massa beslaan meer volume as vloeibare water. Hierdie feit is wat veroorsaak dat 'n baie skade aan nut netwerke en lewer 'n baie probleme te dien hul mense.

Nie net een of twee keer in die nuus flits sulke boodskappe. In die winter, die ketel van 'n afgeleë dorpie was daar 'n ongeluk. As gevolg van sneeustorms, het ys en swaar ryp nie tyd om brandstof te ry nie. Water voorsien aan die verwarming en krane, battery, langer warm. As dit is nie tyd om te dreineer, die verlaat van die stelsel ten minste gedeeltelik leeg, en dit is beter om droog te word, begin dit kamertemperatuur te bekom. Meer dikwels as nie, ongelukkig, in hierdie tyd is daar swaar ryp. En die ys skeur pype, verlaat mense met geen kans vir 'n gemaklike lewe in die komende maande. Dan, natuurlik, skakel die ongeluk, dapper noodsituasies Ministerie, breek deur die storm om ontslae gebombardeer per helikopter 'n paar ton van die gesogte steenkool en swak loodgieter in die kwaai koue klok verandering buise.

Sneeu en sneeuvlokkies

Verbeel die ys, ons dink dikwels van die koue blokkies in 'n glas sap of die uitgestrekte van die bevrore Antarktiese. Sneeu is deur mense beskou as 'n spesiale verskynsel, wat lyk nie verband hou met die water te wees. Maar in werklikheid is dit dieselfde ys, net gevries in 'n bepaalde orde, wat die vorm bepaal. Hulle sê dat twee identiese sneeuvlokkies in die hele wêreld bestaan nie. 'N Wetenskaplike van die Verenigde State het die saak ernstig op en het die voorwaardes vir die verkryging van hierdie skoonheid hex gewenste vorm bepaal. Sy laboratorium kan selfs 'n blizzard beeld sneeuvlokkies deur die kliënt betaal van voorsien. Terloops, hael, sneeu en dies meer, is baie nuuskierig gevolg van die kristallisasie proses - vanaf die damp en nie water. Reconversie van die soliede liggaam in 'n keer in gasagtige eenheid genoem sublimasie.

Enkelkristalle en polikristallyne

Almal het die winter ys patrone gesien op glas in die bus. Hulle word gevorm omdat die temperatuur binne-in die voertuig is bo nul Celsius. En buitendien, 'n klomp mense om asem te haal saam met die lug uit die longe pare, verskaf groter humiditeit. Maar die glas (dikwels subtiele Enkellopend) is by kamertemperatuur, dit is 'n negatiewe. Waterdamp, baie vinnig raak dit verloor hitte en draai in 'n vaste toestand. Een kristal stokke na 'n ander, elk van die volgende vorm is effens anders as die vorige een, en vinnig groei mooi asimmetriese patrone. Dit is 'n voorbeeld van polikristallyne. "Poly" - van die Latynse "baie". In hierdie geval, 'n paar van microparts gekombineer in 'n enkele eenheid. Enige metaal produk - te dikwels polikristallyne. En hier is die ideale vorm van natuurlike kwarts prisma - is 'n enkelkristal. In sy struktuur, sal niemand tekortkominge en leemtes te vind, terwyl dit in polikristallyne volumes rigtings stukke word willekeurig gerangskik en het nie eens met mekaar.

Smartphone en verkyker

Maar in die moderne tegnologie vereis dikwels 'n heeltemal suiwer enkelkristalle. Byvoorbeeld, feitlik enige smartphone bevat in sy dieptes silikon geheue element. Geen atoom in al hierdie dinge volume moet nie verskuif vanaf die ideale plek. Elkeen het sy plek te neem. Anders, in plaas van foto's sal jy die uitset klanke kry, en, belangrikste van alles, nare.

Verkykers, nagsig toestelle moet ook voldoende grootmaat enkelkristalle dat infrarooi bestraling te omskep in sigbare lig. Metodes vir hul groeiende aantal, maar elke vereis veral versigtig en akkurate berekeninge. Hoe verkry enkelkristalle, wetenskaplikes verstaan van fasediagramme, dit wil sê na 'n grafiek van die smelt en kristallisasie van die produk. Skep 'n prentjie is moeilik, dus materiaal wetenskaplikes is veral op prys gestel deur wetenskaplikes wat besluit het om uit te vind al die besonderhede van die skedule.