Kristallisatie en smelten schema van veranderingen in de aggregatietoestand van de stof

In dit artikel wordt uitgelegd wat de kristallisatie en smelten. In het voorbeeld van de verschillende staten van aggregatie van water wordt uitgelegd, hoe veel warmte nodig is voor het invriezen en ontdooien en waarom deze waarden zijn verschillend. Het toont het verschil tussen de poly- en éénkristallen, evenals de complexiteit van de vervaardiging daarvan.

Verhuizen naar een andere aggregatietoestand

Een gewoon persoon denkt over deze zeldzame maar het leven op het niveau waarop het nu bestaat, zou onmogelijk zijn geweest zonder de wetenschap. Wat is het? Een moeilijke vraag, omdat veel van de processen die plaatsvinden op het grensvlak van verschillende disciplines. Fenomenen die wijzen op het gebied van wetenschap is moeilijk, is de kristallisatie en smelten. Het lijkt erop, nou, wat moeilijk is: er was water - is ijs geworden, was een metalen bal - is uitgegroeid tot een pool van vloeibaar metaal. Echter, de exacte mechanismen van de overgang van de ene aggregatietoestand naar de andere vermiste. Physics klimmen dieper in de jungle, maar om precies te voorspellen op welk punt zal beginnen smelten en kristallisatie van de lichamen zijn nog niet verkregen.

Wat we weten

Iets dat de mensheid nog steeds kent. Het smeltpunt en kristallisatie vrij gemakkelijk empirisch bepaald. Maar alles is niet zo eenvoudig. Iedereen weet dat het water smelt en bevriest bij nul graden Celsius. Water is echter meestal niet zomaar een theoretische constructie, een specifiek bedrag. Vergeet niet dat het smelten en kristallisatie proces is niet onmiddellijk. Ijsblokjeszak begint eerder smelten dan precies nul graden bereikt, het water in de eerste beker wordt bedekt met ijskristallen bij een temperatuur die iets hoger is dan de markering op de schaal.

Isolatie en absorptie van warmte tijdens de overgang naar een andere aggregatietoestand

Kristallisatie en smeltende vaste stoffen onder enig thermische effecten. In vloeibare toestand het molecuul (of soms atomen) zijn verbonden niet erg strak. Juist omdat dit, ze hebben de mogelijkheid om "flow." Wanneer het lichaam begint warmte verliezen, atomen en moleculen beginnen ze te verenigen op de meest praktische structuur. Aldus gekristalliseerd. Vaak afhankelijk van de externe omstandigheden, wordt verkregen uit hetzelfde koolstof- grafiet, diamant of fullerenen. Dus niet alleen de temperatuur, maar ook de druk van invloed op de manier kristallisatie en smelten gaan. Echter, om de kristalstructuur van de starre verbinding vernietigen duurt iets meer energie, en daarmee de hoeveelheid warmte dan om ze te maken. Zo zal het materiaal sneller dan smelten processen onder dezelfde omstandigheden te bevriezen. Dit verschijnsel heet latente warmte, en weerspiegelt de bovenbeschreven verschillen. Bedenk dat de latente warmte niet is gerelateerd aan de warmte en als zodanig weerspiegelt de hoeveelheid warmte die nodig is voor het smelten en kristallisatie optrad.

Verandering in volume bij het overstappen naar een andere aggregatietoestand

Zoals reeds vermeld, het aantal en de kwaliteit van de links in de vloeistof en vaste toestanden zijn verschillend. Voor vloeibare toestand meer energie vergt derhalve atomen sneller bewegen continu springen van de ene plaats naar de andere en er een tijdelijke verbinding. Aangezien de amplitude van de oscillaties van de deeltjes groter en de vloeistof een groter volume. Overwegende dat in een stevige stevige verbinding, elk atoom trilt over een positie van evenwicht, is hij niet in staat is om zijn positie te verlaten. Deze structuur neemt minder ruimte in. Dus dat het smelten en kristallisatie van stoffen vergezeld door een verandering in volume.

Properties smelten en kristallisatie water

Deze gemeenschappelijke en belangrijke vloeistof voor onze planeet, zoals water mag niet terloops spelen een grote rol in het leven van bijna alle levende wezens. Hierboven is het verschil tussen de hoeveelheid warmte die nodig is voor kristallisatie en smelten heeft plaatsgevonden, en de volumeverandering wanneer u de aggregatietoestand. Enkele uitzonderingen op beide regels is water. Waterstof verschillende moleculen in vloeibare toestand ook kort verbonden, vormen zwakke, maar niet nul waterstofbinding. Dit verklaart de extreem grote warmtecapaciteit van deze universele vloeistof. Opgemerkt dient te worden dat de waterstroom, deze communicatie niet interfereren. Maar hun rol bij het invriezen (met andere woorden, kristallisatie) tot het einde blijft onduidelijk. Men moet echter erkennen dat het ijs van dezelfde massa neemt meer volume dan vloeibaar water. Dit feit is veroorzaakt veel schade aan nut netwerken, en levert veel problemen dienen van hun volk.

Niet alleen een of twee keer in het nieuws flitste dergelijke berichten. In de winter, het ketelhuis van een afgelegen dorp was er een ongeluk. Als gevolg van sneeuwstormen, had ijs en zware vorst geen tijd om brandstof te rijden. Water geleverd aan de verwarming en kranen, batterij, langer warm. Indien het geen tijd is om uit te lekken, waardoor het systeem ten minste gedeeltelijk lege, en het is beter om te drogen, begint tot omgevingstemperatuur verwerven. Vaker wel dan niet, helaas, op dit moment zijn er strenge vorst. En het ijs scheuren leidingen, waardoor mensen die geen kans voor een comfortabel leven in de komende maanden. Dan, natuurlijk, te elimineren het ongeval, dappere ministerie van noodsituaties, het doorbreken van de sneeuwstorm te krijgen gebombardeerd met een helikopter een paar ton van de felbegeerde kolen en slechte sanitair in de felle kou klok verandering buizen.

Sneeuw en sneeuwvlokken

Imagining het ijs, denken we vaak aan de koude kubussen in een glas sap of de uitgestrekte van de bevroren Antarctica. Sneeuw wordt door mensen gezien als een bijzonder fenomeen, dat lijkt geen verband houden met het water te zijn. Maar in feite is hetzelfde ijs, bevroren slechts in een bepaalde volgorde, die de vorm bepaalt. Ze zeggen dat twee identieke sneeuwvlokken in de hele wereld niet bestaat. Een wetenschapper uit de Verenigde Staten nam de zaak serieus en heeft de voorwaarden voor het verkrijgen van deze schoonheden hex gewenste vorm bepaald. Zijn laboratorium kan zelfs een sneeuwstorm sneeuwvlokken door de klant betaald van te bieden. Overigens, hagel, sneeuw en dergelijke, is zeer merkwaardig resultaat van de kristallisatiewerkwijze - van de damp en geen water. Omschakeling van het vaste lichaam tegelijkertijd gasvormig eenheid heet sublimatie.

Single kristallen en polykristallijne

Iedereen heeft de winter ijs patronen gezien op glas in de bus. Ze worden gevormd omdat de temperatuur in het voertuig boven het vriespunt. En bovendien, veel mensen ademen samen met de lucht uit de longen te paren, zorgen voor een grotere vochtigheid. Maar het glas (vaak subtiele Single) is bij omgevingstemperatuur, dat wil zeggen een negatief. Waterdamp, zeer snel aan te raken verliest warmte en verandert in een vaste toestand. Een kristal kleeft aan elkaar, elk van de vorm enigszins verschilt van de voorgaande, en snel groeien prachtige asymmetrische patronen. Dit is een voorbeeld van polykristallijn. "Poly" - van het Latijnse "veel". In dit geval, sommige micro-onderdelen gecombineerd in een enkele eenheid. Elk metaal product - te vaak polykristallijn. En hier is de perfecte vorm van natuurlijk kwarts prisma - is een enkel kristal. In de structuur, zal niemand onvolkomenheden en hiaten, terwijl polykristallijn volumes richtingen stukken willekeurig gerangschikt en niet met elkaar overeenkomen.

Smartphone en verrekijkers

Maar in de moderne technologie vereist vaak een volledig zuiver enkele kristallen. Bijvoorbeeld, vrijwel elke smartphone bevat in de diepte silicium geheugenelement. Geen atoom in dit alles volume mag niet worden verplaatst van de ideale locatie. Iedereen moet zijn plaats innemen. Zo niet, in plaats van foto's vindt u de output geluiden te krijgen, en, vooral, smerig.

Verrekijkers, nachtkijkers moet ook voldoende grote eenkristallen dat infraroodstraling omgezet in zichtbaar licht. Werkwijzen voor hun groeiend aantal, maar ieder vereist vooral een zorgvuldige en nauwkeurige berekeningen. Hoe verkregen monokristallen, wetenschappers begrijpen van fasediagrammen, dat wil zeggen op zoek naar een grafiek van smelten en kristallisatie van het product. Maak een foto wordt daarom moeilijk, materialen wetenschappers wordt vooral gewaardeerd door wetenschappers die besloten om uit te vinden alle details van het schema.