Krystalizace a tavení plán změn ve skupenství látky

Tento článek vysvětluje, co krystalizace a tání. V příkladu různých stavů agregace vody je vysvětleno, kolik tepla je potřebná pro zmrazování a rozmrazování a proč jsou tyto hodnoty jsou různé. To ukazuje rozdíl mezi poly- a monokrystalů, stejně jako složitost výroby druhé.

Stěhování do jiného skupenství

Obyčejný člověk si myslí, že o tom vzácné, ale život na úrovni, na které se nyní existuje, by nebylo možné bez vědy. Co je to? Obtížná otázka, protože mnoho procesů probíhajících na rozhraní několika oborů. Jevy, u nichž určit oblasti vědy je obtížné, je krystalizace a tavení. Mohlo by se zdát, no, co je obtížné: tam byla voda - stala ledu, byla kovová koule - stala kaluž tekutého kovu. Nicméně přesný mechanismus přechodu z jednoho skupenství do druhého chybí. Fyzika stoupání hlouběji do džungle, ale přesně předpovědět, v jakém okamžiku začne tání a krystalizace z těl dosud nebyly získány.

To, co víme,

Něco, co lidstvo ještě neví. Teplota tání a krystalizace poměrně snadno určena empiricky. Ale všechno není tak jednoduché. Každý ví, že voda taje a mrzne při nula stupních Celsia. Ale také voda je obvykle není jen teoretický konstrukt, konkrétní částku. Nezapomeňte, že teplota a proces krystalizace není okamžitá. Kostky ledu začíná tát dříve než dosáhne přesně nula stupňů, voda v první kádinky je pokryt ledovými krystaly při teplotě, která mírně přesahuje značkou na stupnici.

Izolace a absorpce tepla při přechodu na jiný skupenství

Krystalizace a tání pevné látky doprovázeny určitými tepelné účinky. V kapalném stavu molekula (nebo někdy atomy) jsou vzájemně spojeny, není velmi těsné. Právě kvůli tomu, že mají schopnost „tok“. Když se tělo začne ztrácet teplo, atomy a molekuly začínají spojit je v nejvýhodnějším struktury. Tak dojde ke krystalizaci. Často závisí na vnějších podmínkách, se získá ze stejného oxidu grafitu, diamant, nebo fullerenu. Takže nejen teplota, ale také vliv tlaku na cestě bude probíhat krystalizace a tání. Nicméně, s cílem zničit krystalickou strukturu tuhého spojení, to znamená o něco více energie, a tím i množství tepla, než na jejich vytvoření. To znamená, že materiál bude zmrazit rychleji než tavenina procesy za stejných podmínek. Tento jev se nazývá latentní teplo, a odráží rozdíl popsané výše. Připomeňme, že latentní teplo nesouvisí s tepla a jako takový odráží množství tepla, potřebné pro roztavení a nastala krystalizace.

Změna hlasitosti při přepínání do jiného skupenství

Jak již bylo zmíněno, počet a kvalitu odkazů v kapalných a pevných látek jsou odlišné. Pro kapalný stav vyžaduje více energie, tedy atomy rychleji neustále skákat z jednoho místa na druhé a vytvoření dočasného připojení. Vzhledem k tomu, amplituda kmitů částic větších, a kapalina má větší objem. Zatímco v pevném těsném spojení, každý atom vibruje o pozici rovnováhy, že není schopen opustit své místo. Tato struktura zabírá méně místa. Tak, že tavení a krystalizaci látek doprovázena změnou objemu.

Tavné vlastnosti a krystalizační vody

Tento společný a důležitý prostředek na naši planetu, jako je voda nemusí tak mimochodem hrají velkou roli v životě téměř všech živých bytostí. Popsáno výše, je rozdíl mezi množstvím tepla potřebného pro krystalizace a tavení se uskutečnilo, stejně jako při změně skupenství změně objemu. Některé výjimky z obou pravidlech je voda. Vodík různých molekul, v kapalném stavu i krátce připojen, tvoří slabá, ale stále ještě není nulová vodíková vazba. To vysvětluje mimořádně velkou tepelnou kapacitu tohoto univerzálního tekutiny. Je třeba poznamenat, že průtok vody, tato komunikace neruší. Ale jejich role v mrazu (jinými slovy, krystalizace) až do konce zůstává nejasný. Nicméně, je třeba připustit, že led stejné hmoty zabírá větší objem než kapalná voda. Tento fakt způsobuje velké škody na inženýrské sítě a přináší spoustu problémů, které slouží svým lidem.

Ne jen jednou nebo dvakrát v novinách blýskl takové zprávy. V zimě je kotelna na odlehlé vesnici došlo k nehodě. Vzhledem k tomu, ze sněhových bouří, ledu a těžký mrazu neměl čas řídit palivo. Voda přiváděna do vytápění a vodovodní kohoutky, baterie, déle teplé. Pokud není čas vypustit, takže systém alespoň částečně prázdné a je lepší sušit, začíná nabývat okolní teplotu. Více často než ne, bohužel, v současné době existují silné mrazy. A led roztržení potrubí, takže osoby, které nemají šanci na pohodlný život v nadcházejících měsících. Potom, samozřejmě, odstranění havárie, stateční nouzových situacích ministerstvo, prorazily vánice, aby se bombardováni vrtulníkem několik tun prestižní uhlí a špatné instalatérské práce v divoké trubkách změny studená hodiny.

Sníh a sněhové vločky

Prokletá led, často myslet na chladných kostek ve sklenici džusu nebo obrovské rozlohy zmrzlé Antarktidě. Sníh je vnímána lidmi jako zvláštní fenomén, který se zdá být nesouvisí s vodou. Ale ve skutečnosti je to stejné led, jen zmrazené v určitém pořadí, která určuje tvar. Říká se, že dvě stejné sněhové vločky na celém světě neexistuje. Vědec ze Spojených států vzal tuto záležitost velmi vážně a určuje podmínky pro získání těchto krás hex požadovaného tvaru. Jeho laboratoř může poskytnout dokonce smršť vločky obrazu placené klientem. Mimochodem, kroupy, sníh a podobně, je velmi zvědavý výsledkem procesu krystalizace - z par a ne vodu. Rekonverze pevného tělesa najednou v plynné jednotka se nazývá sublimace.

Jednotlivé krystaly a polykrystalické

Každý, kdo viděl vzory zimní ledové na skle v autobuse. Jsou tvořeny, protože teplota uvnitř vozidla je vyšší než nula Celsia. A kromě toho spousta lidí dýchajících společně se vzduchem z párů plic, zajistit větší vlhkost. Ale sklo (často jemné Single) je při pokojové teplotě, která je negativní. Vodní pára, dotýká se velmi rychle ztrácí teplo a stáčí do pevného stavu. Jeden krystal hole k sobě, každý z následujících formy se poněkud liší od předchozího, a rychle rostou krásné asymetrické vzory. Toto je příklad polykrystalické. „Poly“ - z latinského „hodně“. V tomto případě, některé microparts spojeny do jedné jednotky. Jakýkoli kovový výrobek - příliš často polykrystalické. A tady je ideální forma přírodního křemene hranolu - je jediný krystal. Ve své struktuře, nikdo zde nedostatky a mezery, zatímco v polykrystalických objemech směry kusy jsou uspořádány náhodně a nesouhlasí s sebou.

Smartphone a dalekohledy

Ale v moderních technologií často vyžaduje zcela čistých monokrystalů. Například, prakticky libovolný telefon obsahuje ve své hloubky křemíku paměťového prvku. No atom ve všech tohoto objemu by neměly být přesunuty z ideální poloze. Každý, kdo má na jeho místo. V opačném případě, namísto fotografií dostanete výstupní zvuky, a ze všeho nejvíc, ošklivé.

Dalekohledy, přístroje pro noční vidění také nutné dostatečné hromadné monokrystalů, které převádějí infračervené záření na viditelné světlo. Způsoby jejich rostoucímu počtu, ale každý vyžaduje zvýšené opatrnosti a přesné výpočty. Jak získat monokrystalů, vědci pochopili z fázových diagramů, tj při pohledu na graf tavení a krystalizace produktu. Vytvořit obraz je obtížné, proto vědci materiálů ocení zejména vědců, kteří se rozhodli zjistit všechny podrobnosti o plánu.