La cristal·lització i de fusió horari dels canvis en l'estat d'agregació de la substància

En aquest article s'explica què és la cristal·lització i de fusió. En l'exemple de diferents estats d'agregació d'aigua s'explica, la quantitat de calor que es necessita per a la congelació i descongelació i per què aquests valors són diferents. Es mostra la diferència entre la poli- i vidres individuals, així com la complexitat de la fabricació d'aquest últim.

El trasllat a un altre estat d'agregació

Una persona comuna pensa sobre aquesta rara però potencialment en el nivell en què hi ha ara, no hauria estat possible sense la ciència. Què és? Una pregunta difícil, perquè molts dels processos que ocorren en la interfície de diverses disciplines. Fenòmens per al qual identificar l'àrea de la ciència és difícil, és la cristal·lització i de fusió. Pel que sembla, bé, el que és difícil: no hi havia aigua - s'ha convertit en gel, era una bola de metall - s'ha convertit en un bassal de metall líquid. No obstant això, els mecanismes exactes de transició d'un estat d'agregació a un altre que falta. Física pugen més a la selva, però per predir amb exactitud en quin moment s'iniciarà encara no s'han obtingut de fusió i cristal·lització dels cossos.

El que sabem

Una cosa que la humanitat encara sap. El punt de fusió i cristal·lització bastant determinar fàcilment empíricament. Però no tot és tan simple. Tothom sap que el gel es fon i es congela a zero graus centígrads. No obstant això, l'aigua és en general no només una construcció teòrica, una quantitat específica. Cal no oblidar que el procés de fusió i cristal·lització no és instantània. El cub de gel comença a fondre més d'hora que arriba exactament zero graus, l'aigua en el primer got de precipitats es cobreix amb cristalls de gel a una temperatura que supera lleugerament la marca a l'escala.

L'aïllament i l'absorció de calor durant la transició a un estat diferent de l'agregació

Cristal·lització i fusió de sòlids acompanyats per certs efectes tèrmics. En l'estat líquid la molècula (o algunes vegades àtoms) estan interconnectats no és molt atapeït. Precisament a causa d'això, tenen la capacitat de "flux". Quan el cos comença a perdre calor, els àtoms i les molècules comencen a unir-los en l'estructura més convenient. Per tant, la cristal·lització es produeix. Sovint depèn de les condicions externes, s'obté de la mateixa de grafit de carboni, diamant, o fullereno. Així que no només la temperatura sinó també la influència de la pressió en el camí procediran de cristal·lització i de fusió. No obstant això, amb la finalitat de destruir l'estructura cristal·lina de la connexió rígida, es triga una mica més d'energia, i per tant la quantitat de calor que això per crear-les. Així, el material es congela més ràpid que els processos en les mateixes condicions de fusió. Aquest fenomen es diu calor latent, i reflecteix la diferència s'ha descrit anteriorment. Recordem que la calor latent no està relacionada amb la calor i, com a tal, reflecteix la quantitat de calor necessària per fondre i produït cristal·lització.

Canvi en el volum quan es canvia a un altre estat d'agregació

Com ja s'ha esmentat, el nombre i la qualitat dels enllaços en els estats líquid i sòlid són diferents. Per estat líquid requereix més energia, per tant, els àtoms es mouen més ràpid constantment saltant d'un lloc a un altre i crear una connexió temporal. Atès que la amplitud de les oscil·lacions de les partícules més grans, i el líquid té un volum més gran. Mentre que en una connexió hermètica sòlida, cada àtom vibra al voltant d'una posició d'equilibri, que és incapaç de sortir de la seva posició. Aquesta estructura ocupa menys espai. Perquè la fusió i la cristal·lització de substàncies acompanyats per un canvi en el volum.

Propietats de fusió i l'aigua de cristal·lització

Aquest líquid comuna i important per al nostre planeta, ja que l'aigua no pot jugar casualment un paper molt important en la vida dels éssers que viuen gairebé tots. Descrita anteriorment és la diferència entre la quantitat de calor requerit per a la cristal·lització i de fusió es va dur a terme, així com el canvi de volum quan es canvia l'estat d'agregació. Algunes excepcions a ambdues regles és l'aigua. Hidrogen diferents molècules en un estat líquid fins i tot connectats breument, formant feble, però encara no enllaç d'hidrogen zero. Això explica la molt gran capacitat de calor d'aquest fluid universal. Cal tenir en compte que el flux d'aigua, aquestes comunicacions no interfereixen. Però el seu paper durant la congelació (en altres paraules, la cristal·lització) fins al final encara no està clar. No obstant això, s'ha d'admetre que el gel de la mateixa massa ocupa més volum que l'aigua líquida. Aquest fet és causar molt de mal a les xarxes de serveis públics, i ofereix una gran quantitat de problemes que serveixen al seu poble.

No només una vegada o dues vegades en les notícies va brillar aquests missatges. A l'hivern, la sala de calderes d'un poble remot hi va haver un accident. A causa de les tempestes de neu, el gel i les gelades fortes no tenen temps per conduir combustible. L'aigua subministrada a la calefacció i aixetes de la bateria, ja calent. Si no és el moment per drenar, deixant el sistema almenys parcialment buida, i és millor per assecar, comença a adquirir la temperatura ambient. Més sovint que no, per desgràcia, en aquest moment hi ha fortes gelades. I el gel estrip canonades, deixant a la gent sense possibilitat d'una vida còmoda en els propers mesos. Després, per descomptat, eliminar l'accident, Situacions d'Emergència valents Ministeri, trencant a través de la tempesta de neu per a ser bombardejat per helicòpters unes quantes tones de carbó cobejat i mala canonada en els tubs de canvi de rellotge freda ferotges.

La neu i els flocs de neu

Imaginant el gel, sovint pensem en les galledes fred en un got de suc o les vastes extensions de l'Antàrtida congelat. Neu és percebut per la gent com un fenomen especial, que sembla no estar relacionat amb l'aigua. Però de fet, és el mateix gel, simplement congelat en un cert ordre, el que determina la forma. Diuen que no hi ha dos flocs de neu idèntics a tot el món. Un científic de Estats Units va prendre l'assumpte seriosament i ha determinat les condicions per a l'obtenció d'aquestes belleses hexagonal de la forma desitjada. El seu laboratori pot proporcionar fins i tot una tempesta de neu flocs de neu imatge pagat pel client de. Per cert, calamarsa, neu i similars, és molt curiosa resultat del procés de cristal·lització - a partir del vapor i no aigua. Reconversió del cos sòlid alhora en la unitat gasós es diu sublimació.

cristalls individuals i policristal·lí

Tothom ha vist els patrons de gel d'hivern en el vidre a l'autobús. Es formen a causa de que la temperatura de l'interior del vehicle és superior a zero Celsius. I, a més, una gran quantitat de persones que respiren juntament amb l'aire dels pulmons parells, proporcionen una major humitat. No obstant això, el vidre (sovint subtil Individual) està a temperatura ambient, que és un negatiu. El vapor d'aigua, tocar-lo molt ràpidament perd calor i es converteix en un estat sòlid. Un cristall s'enganxa a un altre, cada un de la següent forma és lleugerament diferent de l'anterior, i creixen ràpidament patrons asimètrics bells. Aquest és un exemple de policristal·lí. "Poli" - del llatí "molt". En aquest cas, alguns micropeces combinen en una sola unitat. Qualsevol producte de metall - amb massa freqüència policristal·lí. I aquí és la forma perfecta de prisma de quars natural - és un sol vidre. En la seva estructura, ningú trobarà imperfeccions i buits, mentre que en volums policristal·lins Com peces estan disposades a l'atzar i no concorden entre si.

Telèfon intel·ligent i binoculars

Però en la tecnologia moderna sovint requereix una monocristalls completament purs. Per exemple, virtualment qualsevol telèfon intel·ligent conté en el seu element de memòria de silici profunditats. No àtom en tot aquest volum no es mourà de la ubicació ideal. Cada un ha de prendre el seu lloc. Altrament, en lloc de fotos obtindrà els sons de sortida, i, sobretot, desagradable.

Binoculars, dispositius de visió nocturna també necessiten suficients monocristalls a granel que converteixen la radiació infraroja en llum visible. Mètodes per a la seva creixent nombre, però cada un requereix càlculs especialment curosos i precisos. Com van obtenir cristalls individuals, els científics a entendre de diagrames de fases, és a dir, mirant a un gràfic de la fusió i la cristal·lització del producte. Crear una imatge és difícil, per tant, els científics de materials és especialment apreciat pels científics que van decidir esbrinar tots els detalls de la programació.