A hőmérséklet csökkenésével az anyag folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotúvá változhat.

Ezt a folyamatot megszilárdulásnak vagy kristályosodásnak nevezik.
Egy anyag megszilárdulása során ugyanannyi hő szabadul fel, amely az olvadás során felszívódik.

Az olvadás és a kristályosodás során keletkező hőmennyiség számítási képlete megegyezik.

Ugyanazon anyag olvadási és megszilárdulási hőmérséklete, ha a nyomás nem változik, megegyezik.
A kristályosodási folyamat során az anyag hőmérséklete nem változik, egyszerre létezhet folyékony és szilárd halmazállapotban is.

NÉZZE MEG A KÖNYVESPOLCOT

ÉRDEKESSÉG A KRISTÁLYOSÍTÁSRÓL

Színes jég?

Ha egy műanyag pohárba vízzel kevés festéket vagy tealevelet teszünk, megkeverjük, és miután színes oldatot kapott, rátekerjük a poharat, és fagynak kitéve, akkor alulról jégréteg kezd kialakulni. a felület. Arra azonban ne számíts, hogy színes jeget kapsz!

Ahol a víz befagyása elkezdődött, ott egy teljesen átlátszó jégréteg lesz. Felső része színes lesz, és még erősebb, mint az eredeti megoldás. Ha a festék koncentrációja nagyon magas volt, akkor az oldatából egy tócsa maradhat a jég felületén.
A tény az, hogy a festék és a sók oldatában átlátszó friss jég képződik. a növekvő kristályok kiszorítják az idegen atomokat és szennyeződésmolekulákat, és megpróbálnak tökéletes rácsot építeni, amíg ez lehetséges. Csak akkor, ha a szennyeződéseknek nincs hova menniük, a jég elkezdi beépíteni őket a szerkezetébe, vagy kapszulák formájában hagyja el őket koncentrált folyadékkal. Ezért a tengeri jég friss, és még a legpiszkosabb tócsákat is átlátszó és tiszta jég borítja.

Milyen hőmérsékleten fagy meg a víz?

Mindig nulla fok van?
De ha egy teljesen tiszta és száraz pohárba forralt vizet öntünk és az ablakon kívülre, mínusz 2-5 fokos fagyba helyezzük, tiszta üveggel letakarva, közvetlen napfénytől védve, akkor néhány óra múlva az üveg tartalma az üveg nulla alá hűl, de folyékony marad.
Ha ezután kinyitsz egy poharat, és egy darab jeget vagy havat vagy akár csak port dobsz a vízbe, akkor szó szerint a szemed előtt a víz azonnal megfagy, és az egész térfogatban hosszú kristályokkal csírázik ki.

Miért?
A folyadék kristályokká történő átalakulása elsősorban a szennyeződéseken és inhomogenitásokon - porszemcsék, légbuborékok, az edény falán lévő egyenetlenségek - következik be. A tiszta víznek nincsenek kristályosodási központjai, és túlhűthető, miközben folyékony marad. Ily módon sikerült mínusz 70°C-ra hozni a víz hőmérsékletét.

Hogyan történik ez a természetben?

Késő ősszel a nagyon tiszta folyók és patakok alulról fagyni kezdenek. Egy tiszta vízrétegen keresztül jól látható, hogy az algák és az uszadék alján laza jégtakaró nő be. Egy ponton ez az alsó jég megjelenik, és a víz felszínét azonnal jégkéreg köti meg.

A felső vízrétegek hőmérséklete alacsonyabb, mint a mélyeké, és a fagyás a felszínről látszik megindulni. A tiszta víz azonban vonakodva fagy meg, és jég elsősorban ott képződik, ahol iszapszuszpenzió és szilárd felület van - a fenék közelében.

A vízesések és a gátak kiömlőnyílásai után gyakran szivacsos jégtömeg növekszik a kavargó vízben. Felszínre emelkedve időnként az egész csatornát eltömíti, létrehozva az úgynevezett zazhory-t, amely akár a folyót is duzzaszthatja.

Miért könnyebb a jég a víznél?

A jég belsejében sok pórus és rés van, amelyeket levegő tölt ki, de nem ez az oka annak, hogy a jég könnyebb a víznél. Jég és mikroszkopikus pórusok nélkül
még mindig kisebb a sűrűsége, mint a vízé. Minden a jég belső szerkezetének sajátosságairól szól. A jégkristályban a vízmolekulák a kristályrács csomópontjainál helyezkednek el úgy, hogy mindegyiknek négy "szomszédja" van.

A víznek viszont nincs kristályos szerkezete, és a folyadékban a molekulák közelebb helyezkednek el, mint a kristályban, pl. a víz sűrűbb, mint a jég.
Először is, amikor a jég olvad, a felszabaduló molekulák továbbra is megtartják a kristályrács szerkezetét, és a víz sűrűsége alacsony marad, de fokozatosan a kristályrács tönkremegy, és a víz sűrűsége nő.
+ 4°C hőmérsékleten a víz sűrűsége eléri a maximumot, majd a hőmérséklet emelkedésével a molekulák hőmozgási sebességének növekedése miatt csökkenni kezd.

Hogyan fagy meg egy tócsa?

Lehűléskor a felső vízrétegek sűrűbbé válnak és lesüllyednek. Helyüket sűrűbb víz veszi át. Az ilyen keveredés addig történik, amíg a víz hőmérséklete +4 Celsius fokra nem esik. Ezen a hőmérsékleten a víz sűrűsége maximális.
A hőmérséklet további csökkenésével a felső vízrétegek már jobban zsugorodhatnak, és fokozatosan 0 fokra lehűlve a víz fagyni kezd.

Ősszel a levegő hőmérséklete éjjel és nappal nagyon eltérő, ezért a jég rétegesen megfagy.
A fagyos tócsán a jég alsó felülete nagyon hasonlít egy fatörzs keresztmetszetére:
koncentrikus gyűrűk láthatók. A jéggyűrűk szélessége alapján lehet megítélni az időjárást. Általában a tócsa a szélétől kezd fagyni, mert. kisebb a mélység. A kialakult gyűrűk területe a középponthoz közeledve csökken.

ÉRDEKES

Hogy az épületek föld alatti részének csöveiben sokszor nem fagyban fagy meg a víz, hanem olvadáskor!
Ennek oka a talaj rossz hővezető képessége. A hő olyan lassan halad át a földön, hogy a talaj minimális hőmérséklete később következik be, mint a föld felszínén. Minél mélyebb, annál későn. A fagyok idején gyakran nincs ideje lehűlni a talajnak, és csak akkor éri el a fagy a talajt, amikor olvadás beáll a talajba.

Hogy egy dugaszolt palackban fagyasztva a víz széttöri. Mi történik egy pohárral, ha vizet fagyasztasz bele? A víz megfagyva nemcsak felfelé, hanem oldalra is kitágul, az üveg pedig összezsugorodik. Ez továbbra is az üveg tönkremeneteléhez vezet!

TUDTAD

Ismert eset, amikor a fagyasztóban jól lehűtött, forró nyári napon kinyitott narzanos üveg tartalma azonnal jégdarabká változott.

Érdekesen viselkedik a fém "öntöttvas", amely a kristályosodás során kitágul. Ez lehetővé teszi, hogy vékony csipkerácsok és kis asztali szobrok művészi öntéséhez használható anyagként. Valóban, amikor megszilárdul, tágul, az öntöttvas mindent kitölt, még a forma legkényesebb részleteit is.

A Kubanban télen erős italokat készítenek - „lefagy”. Ehhez a bort fagynak teszik ki. Először is, a víz megfagy, és koncentrált alkohololdat marad. Lecsepegtetjük, és a műveletet addig ismételjük, amíg el nem érjük a kívánt szilárdságot. Minél magasabb az alkohol koncentrációja, annál alacsonyabb a fagyáspont.

Az egyesült államokbeli Kansas államban esett a legnagyobb jégeső, amelyet emberek regisztráltak. Súlya közel 700 gramm volt.

A gáz halmazállapotú oxigén mínusz 183 C-on folyadékká alakul, mínusz 218,6 C-on pedig szilárd oxigént nyernek a folyadékból.

Régen az emberek jeget használtak élelmiszerek tárolására. Carl von Linde megalkotta az első otthoni hűtőszekrényt, amelyet gőzgép hajt, amely freongázt szivattyúzott csöveken keresztül. A hűtőszekrény mögött a csövekben lévő gáz lecsapódott és folyadékká alakult. A hűtőszekrény belsejében a folyékony freon elpárolgott, és a hőmérséklete meredeken csökkent, lehűtve a hűtőteret. Balzen von Platen és Carl Muntens svéd feltalálók csak 1923-ban alkották meg az első elektromos hűtőszekrényt, amelyben a freon folyadékból gázzá alakul, és hőt vesz fel a hűtőszekrény levegőjéből.

EZ IGEN

Az égő benzinbe dobott szárazjég több darabja eloltja a tüzet.
Van olyan jég, ami megégetné az ujjakat, ha meg lehetne érinteni. Nagyon magas nyomáson nyerik, amelynél a víz jóval 0 Celsius fok feletti hőmérsékleten szilárd halmazállapotúvá válik.

Olvasztó

Olvasztó Ez egy anyag szilárd halmazállapotból folyékony halmazállapotúvá történő megváltoztatásának folyamata.

A megfigyelések azt mutatják, hogy ha zúzott jeget, amelynek hőmérséklete például 10 ° C, meleg helyiségben hagyjuk, akkor a hőmérséklete megemelkedik. 0 °C-on a jég olvadni kezd, és a hőmérséklet addig nem változik, amíg az összes jég folyadékká nem változik. Ezt követően a jégből képződött víz hőmérséklete emelkedni fog.

Ez azt jelenti, hogy a kristályos testek, amelyek közé tartozik a jég, egy bizonyos hőmérsékleten megolvadnak, amelyet ún olvadáspont. Fontos, hogy az olvadás során a kristályos anyag és az olvadáskor keletkező folyadék hőmérséklete változatlan maradjon.

A fent leírt kísérletben a jég kapott bizonyos mennyiségű hőt, belső energiája az átlag növekedése miatt megnőtt kinetikus energia molekuláris mozgások. Ezután a jég elolvadt, hőmérséklete nem változott, bár a jég kapott egy bizonyos mennyiségű hőt. Következésképpen a belső energiája megnőtt, de nem kinetikai, hanem azért helyzeti energia molekulák kölcsönhatásai. A kívülről kapott energiát a kristályrács megsemmisítésére fordítják. Hasonlóképpen bármely kristályos test megolvadása megtörténik.

Az amorf testeknek nincs meghatározott olvadáspontjuk. A hőmérséklet emelkedésével fokozatosan meglágyulnak, amíg folyadékká nem válnak.

Kristályosodás

Kristályosodás az a folyamat, amelynek során egy anyag folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba változik. Lehűtve a folyadék bizonyos mennyiségű hőt ad le a környező levegőnek. Ebben az esetben belső energiája csökken a molekulái átlagos kinetikus energiájának csökkenése miatt. Egy bizonyos hőmérsékleten megindul a kristályosodás folyamata, amely során az anyag hőmérséklete addig nem változik, amíg az egész anyag szilárd állapotba nem kerül. Ezt az átmenetet bizonyos mennyiségű hő felszabadulása kíséri, és ennek megfelelően az anyag belső energiájának csökkenése a molekulái kölcsönhatási energiájának csökkenése miatt.

Így egy anyag folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba való átmenete egy bizonyos hőmérsékleten történik, amelyet kristályosodási hőmérsékletnek nevezünk. Ez a hőmérséklet állandó marad az olvadási folyamat során. Ez megegyezik ennek az anyagnak az olvadáspontjával.

Az ábra egy szilárd kristályos anyag hőmérsékletének időfüggését mutatja be a szobahőmérsékletről az olvadáspontra való melegítés, az olvadás, az anyag folyékony állapotban való melegítése, a folyékony anyag hűtése, a kristályosodás és az azt követő folyamat során. az anyag hűtése szilárd állapotban.

Fajlagos olvadási hő

A különböző kristályos anyagok eltérő szerkezetűek. Ennek megfelelően, ahhoz, hogy a szilárd anyag kristályrácsát az olvadáspontján megsemmisítse, meg kell mondani különböző mennyiségben melegség.

Fajlagos olvadási hő az a hőmennyiség, amelyet 1 kg kristályos anyagnak át kell adni ahhoz, hogy az olvadáspontján folyadékká alakuljon. A tapasztalat azt mutatja, hogy az olvadás fajlagos hője az fajlagos kristályosodási hő .

A fajlagos olvadási hőt a betű jelöli λ . A fajlagos olvadási hő mértékegysége - [λ] = 1 J/kg.

A kristályos anyagok fajlagos olvadási hőjének értékeit a táblázat tartalmazza. Az alumínium fajlagos olvadási hője 3,9 * 10 5 J / kg. Ez azt jelenti, hogy 1 kg alumínium olvadási hőmérsékleten történő megolvasztásához 3,9 * 10 5 J hőmennyiséget kell elkölteni. 1 kg alumínium belső energiájának növekedése azonos értékkel egyenlő.

A hőmennyiség kiszámításához K, szükséges egy anyag megolvasztásához tömeggel m Az olvadásponton vett fajlagos olvadási hőt követi λ szorozzuk meg az anyag tömegével: Q = λm.

Ugyanezt a képletet használják a folyadék kristályosodása során felszabaduló hőmennyiség kiszámításakor.

Az „Olvadás és kristályosodás. Fajlagos olvadási hő”.

Szinte minden típusú polimer, amely az ipari és építőipari anyagok és termékek piacán megtalálható, előállítható formában is folyékony kétkomponensű keverékek, zománcok és oldatok. Ezek az anyagok félkész termékek kemény bevonatok, alkatrészek és elemek további gyártásához. összetett szerkezetek. A félkész termékek felhasználási köre a nagyüzemi ipari termeléstől az egyéni háztartási igényekig terjed.

A folyékony műanyagok fajtái és céljai

A "folyékony műanyagok" kifejezés az kód név a teljes b csoport esetében, kezdeti folyékony massza formájában állítják elő, amely formákba vagy bevonófelületekre öntve szilárd szintetikus anyag tulajdonságait nyeri el.

Az anyag keményedési folyamatát elindító kémiai reakciók levegő hatására mennek végbe. A keverék típusától függően a folyamat normál környezeti hőmérsékleten vagy magasabb hőmérsékleten is lezajlik. A fő típusok a következők:

• A folyékony műanyag festékek univerzális bevonatok minden típusú felületre, amelyek megbízhatóan védik a termékeket, alkatrészeket és tartályokat a kémiailag agresszív folyadékok, mechanikai ütések, korrózió hatásaitól, valamint dekoratív és esztétikai tulajdonságokat adnak a szerkezeteknek. A festékek poliuretán, akril vagy alkid keverékek színező és lágyító adalékokkal. Oldószerként rendszerint szerves vegyületeket használnak.
• A hézagok, hézagok és lyukak tömítésére szolgáló polimer keverékek műszaki jellemzőikben lényegesen felülmúlják az általánosan használt szilikon tömítőanyagokat. A kiindulási anyag paszta konzisztenciájú, és keményedés után szilárd polimer szilárdságát és rugalmasságát szerzi meg.
• A hidegen keményedő fröccsöntött műanyagok folyékony, kétkomponensű készítmények, amelyek összekeverve a szabadban keményednek. A készítmény normál környezeti hőmérsékleten polimerizálódik rövid ideig. Az anyag ideális különféle összetett formák öntéséhez, mivel a mátrix legapróbb részleteit is megismétli.
• Az autók számára készült folyékony műanyagot felhordják a karosszériára, hogy megőrizzék a fényezést, megakadályozzák a mikrorepedések kialakulását, megóvják a fémet a rozsdától és a mechanikai sérülésektől. A polimer bevonat megakadályozza az autó "natív" színének fakulását, fokozza a karosszéria fényességét és újszerűségét.

Folyékony polimerek alkalmazása

A legmagasabb műszaki jellemzőknek, a munka kényelmének és gyárthatóságának köszönhetően gyakran fröccsöntött műanyagot használnak a sokféle mesterséges és természetes eredetű szerkezeti anyag helyett. A folyékony polimerek egyes alkalmazásait érdemes részletesen megfontolni.

Poliuretán padlóburkolat

Az ipari épületek padlózata hagyományosan 6x6 m-es kártyákra vágott beton vagy mozaik burkolatú, a műhelyekben a padlók a technológiai folyamatok típusától függően csempézhetők, megerősített vízszigeteléssel és egyéb műszaki jellemzőkkel is elláthatók.

Az utóbbi időben a poliuretán önterülő padlók egyre népszerűbbek. A polimer padlóburkolat a következő jellegzetes tulajdonságokkal rendelkezik:

• nagy kopásállóság és szilárdság, amely lehetővé teszi a bevonat felületként való működését targoncák, személygépkocsik és akár teherautók áthaladásához;
• magas karbantarthatóság, amely lehetővé teszi a sérült területek gyors és minőségi helyreállítását. Ehhez hidegen keményedő folyékony műanyagokat használnak;
• kiváló vízszigetelő tulajdonságok, amelyek lehetővé teszik ennek a padlónak a használatát nedves technológiai eljárásokkal rendelkező helyiségekben;
• ellenáll az ultraibolya sugárzásnak;
• a működés lehetősége kémiailag agresszív környezetben;
• műszaki folyadékok, például oldószerek, üzemanyagok és kenőanyagok és mások kiömlésével szembeni ellenállás;
• a polimer kompozíció szinte bármilyen felületre történő fektetésének lehetősége - beton, cement, fa, kőalap, fémlemezek;
• a poliuretán bevonatú padlók könnyen használhatók, könnyen kézi és gépesített mosás és tisztítás;
• a padlók mind fűtött, mind fűtetlen helyiségekben, valamint magas páratartalmú és hirtelen hőmérséklet-változásokkal rendelkező helyiségekben használhatók;
• A poliuretán beton padlóbevonat kiváló esztétikai tulajdonságokkal rendelkezik, és elegáns és modern megjelenést kölcsönöz a helyiségnek.

Az öntött polimer bevonatok beltéren és kültéren egyaránt beépíthetők (nyílt alapanyag- és késztermékraktárak, parkolók, teniszpályák, görkorcsolya, gokart és egyéb technikai és sportlétesítmények). A folyékony műanyag használható aszfaltburkolatra útburkolati jelként.

Az utcai épületszerkezetek, lépcsők, lépcsők, kerítések, különféle kis építészeti formák kidolgozására szolgáló poliuretán bevonatok mellett polimer-alkid alapú festékek is használhatók.

Az ilyen kompozíciók alkalmazása nem igényel gondos felület-előkészítést, és megbízhatóan védi a szerkezeteket a korróziótól, a mechanikai terhelések, ütések és ütések hatásaitól. A bevonat könnyen tisztítható a portól és a szennyeződéstől, gyönyörű és vonzó megjelenésű.

Folyékony műanyagok ablakokhoz

A folyékony műanyagok egyik viszonylag új alkalmazási területe a műanyag nyílászáró szerelvények tömítése. A polivinil-klorid ragasztók ilyen célra történő alkalmazása fokozatosan felváltja a hagyományos szilikon tömítőanyagokat és masztixokat.

A szilikontól eltérően a folyékony PVC, amely kitölti a hézagokat, belép kémiai kötés műanyag ablakszerkezetekkel, az alkatrészek vegyi hegesztési folyamatának elindításával. A polimerizációs folyamat végén erős homogén képlékeny szerkezet alakul ki, amelynek nincsenek markáns kötési határai.

Az ablakokhoz való folyékony polimer keverékek sokféle színben és árnyalatban lehetnek. Átlátszó anyagokban kapható. A kikeményedett anyag idővel nem fakul vagy zsugorodik, ami jobbá és tartósabbá teszi a tömítést, mint a szilikon tömés.

Fröccsöntött kétkomponensű műanyag

A folyékony polimer keverékek egyik legnépszerűbb alkalmazása az különböző alkatrészek gyártása az anyag megfelelő formákba öntésével. Az öntéshez használt folyékony műanyag egy kétkomponensű keverék, amely egy alapból és egy keményítőből áll, amelyek egymással kölcsönhatásban alakulnak ki. Az anyagot széles körben használják ilyen termékek gyártásához:

• építőkockák;
• homlokzati szerkezetek;
• dombormű díszítő elemek;
• szobrok, maszkok és egyéb volumetrikus művészeti termékek;
• görgők, görgők, kerekek;
• lemezek fémszerkezetek béleléséhez;
• Tartályok és tartályok vegyileg ellenálló béléselemei;
• orvosi protézisek;
• rezgéscsillapító perselyek, tömítések és fúvókák.

A formákba öntés után a kétkomponensű folyékony műanyag polimerizálódik és megszilárdul, pontosan megismétli a mátrix legapróbb részleteit. A formából való kivonás után a termék felülete mechanikusan vagy manuálisan tovább finomítható.

A könnyű feldolgozhatóság miatt ez az anyag népszerű a kreatív szakterületeken dolgozók körében.

Az öntött polimerek típusai és minőségei különböznek egymástól a keményedés mértékében, a sűrűség mértékében, a plaszticitásban, a szilárdságban, a keménységben, valamint a színmegoldásban és az átlátszóság mértékében. A folyékony műanyag öntésével nyert termékek teljesítményét tekintve jobbak, mint a gumi-, gumi-, gipsz- és betonkeverékekből készült termékek.

Bármely elem több különböző állapotú lehet, attól függően néhány külső körülmény. Olvadás és megszilárdulás kristályos testek– jelentős változások az anyagok szerkezetében. Jó példa erre a víz, amely lehet folyékony, gáznemű és szilárd halmazállapotú. Ezek különböző formák aggregáltnak (a görögből. „Kötöm”) nevezik. Az aggregáció állapota egy elem formái, amelyek a részecskék (atomok) elrendezésének jellegében különböznek egymástól, amelyek nem változtatják meg szerkezetüket.

Kapcsolatban áll

Hogyan történik a változás

Számos folyamat jellemzi alakváltozás különféle anyagok:

• keményedés;
• forró;
• (szilárd formából azonnal gázneművé);
• párolgás;
• biztosíték;
• páralecsapódás;
• deszublimáció (fordított átmenet a szublimációtól).

Minden transzformációt bizonyos feltételek jellemeznek, amelyeknek teljesülniük kell a sikeres átmenethez.

Képletek

Milyen folyamatot nevezünk termikusnak? Bármelyik, amelyben az anyagok aggregált állapota megváltozik, mivel a hőmérséklet fontos szerepet játszik bennük. Minden hőváltozásnak megvan az ellenkezője: folyékonyból szilárdra és fordítva, szilárdból gőzbe és fordítva.

Fontos! Szinte minden termikus folyamatok megfordítható.

Vannak képletek, amelyekkel meghatározható, hogy mennyi lesz a fajhő, vagyis a szükséges hő 1 kg szilárd anyag cseréjéhez.

Például a megszilárdulás és az olvadás képlete: Q=λm, ahol λ a fajhő.

És itt van a képlet a hűtés és fűtés folyamatának megjelenítésére - Q \u003d cmt, ahol c - fajlagos hő- 1 kg anyag egy fokkal történő felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség, m a tömeg, t pedig a hőmérsékletkülönbség.

A kondenzáció és a párologtatás képlete: Q=Lm, ahol a fajhő -L és m a tömeg.

A folyamatok leírása

Az olvadás a szerkezet deformációjának egyik módja, szilárdból folyékonyra váltani. Szinte minden esetben ugyanúgy megy végbe, de kétféleképpen:

• az elemet kívülről melegítik;
• a fűtés belülről jön.

Ez a két módszer eszközben különbözik: az első esetben az anyagokat speciális kemencében hevítik, a másodikban pedig áramot vezetnek át a tárgyon, vagy induktívan felmelegítik, és nagy frekvenciájú elektromágneses mezőbe helyezik.

Fontos! Az anyag kristályszerkezetének megsemmisülése és az abban bekövetkező változások az elem folyékony állapotához vezet.

Különböző eszközök használatával ugyanazt a folyamatot érheti el:

• a hőmérséklet emelkedik;
• a kristályrács megváltozik;
• a részecskék távolodnak egymástól;
• a kristályrács egyéb megsértése jelenik meg;
• az atomközi kötések megszakadnak;
• kvázi folyékony réteg képződik.

Mint már világossá vált, a hőmérséklet a fő tényező, amely miatt elem állapotváltozások. Az olvadáspont a következőkre oszlik:

• tüdő - legfeljebb 600 ° C;
• közepes - 600-1600 ° C;
• szoros - 1600 ° С felett.

Az ehhez a munkához szükséges eszközt az egyik vagy másik csoporthoz való tartozás szerint választják ki: minél jobban kell melegíteni az anyagot, annál erősebbnek kell lennie a mechanizmusnak.

Legyen azonban óvatos, és hasonlítsa össze az adatokat a koordinátarendszerrel, például a szilárd higany kritikus hőmérséklete -39 ° C, a szilárd alkoholé pedig -114 ° C, de közülük a legnagyobb -39 ° C lesz. , mivel ez a szám közelebb áll a nullához.

Ugyanilyen fontos mutató a forráspont, amelynél a folyadék felforr. Ez az érték megegyezik a felület felett képződött gőzök hőjével. Ez a mutató közvetlenül arányos a nyomással: a nyomás növekedésével az olvadáspont emelkedik, és fordítva.

Segédanyagok

Minden anyagnak megvannak a saját hőmérsékleti mutatói, amelyeknél az alakja megváltozik, és mindegyikhez saját olvadási és megszilárdulási ütemtervet lehet készíteni. A kristályrácstól függően a mutatók változni fognak. Például, jégolvadási diagram azt mutatja, hogy nagyon kevés hőre van szüksége, az alábbiak szerint:

A grafikon a jég felolvasztásához szükséges hőmennyiség (függőlegesen) és idő (vízszintesen) arányát mutatja.

A táblázat azt mutatja, hogy mennyi kell a legáltalánosabb fémek olvasztásához.

Az olvadási diagram és egyéb segédanyagok elengedhetetlenek a kísérletek során, hogy követni lehessen a részecskék helyzetének változásait, és észrevegyük az elemek alakváltozásának kezdetét.

a testek megszilárdulása

A keményedés az egy elem folyékony formájának szilárd formájúvá alakítása. Szükséges állapot a hőmérséklet fagypont alá csökkenése. Az eljárás során molekulák kristályszerkezete alakulhat ki, majd az állapotváltozást kristályosodásnak nevezzük. Ebben az esetben a folyékony formában lévő elemnek le kell hűlnie a megszilárdulási vagy kristályosodási hőmérsékletre.

A kristályos testek olvasztását és megszilárdulását a ugyanazok a feltételek környezet: 0 °C-on kristályosodik, és a jég is olvad ugyanazon az indikátoron.

Fémeknél pedig: vas szükséges 1539°С olvasztáshoz és kristályosításhoz.

A tapasztalatok azt mutatják, hogy a megszilárduláshoz egy anyagnak azonos mennyiségű hőt kell felszabadítania, mint a fordított átalakulásnál.

Ugyanakkor a molekulák egymáshoz vonzódnak, kristályrácsot alkotnak, nem tudnak ellenállni, mivel elvesztik energiájukat. Így a fajhő határozza meg, hogy mennyi energiára van szükség a test átalakulásához folyékony halmazállapotés mennyire kiemelkedik a keményedés során.

Kikeményedési képlet - ez Q = λ*m. A kristályosodás során a Q jelhez mínusz jel kerül, mivel a test ilyenkor energiát szabadít fel vagy veszít.

Fizikát tanulunk - anyagok olvadásának és megszilárdulásának grafikonjait

A kristályok olvasztásának és megszilárdulásának folyamatai

Kimenet

A termikus folyamatok összes mutatóját ismerni kell a fizika mélyreható megértéséhez és a primitív természeti folyamatok megértéséhez. Ezeket a lehető legkorábban el kell magyarázni a tanulóknak, példaként improvizált eszközökkel.

Bemutatunk egy videóleckét a „Kristályos testek olvadása és megszilárdulása” témában. Olvadási és megszilárdulási ütemterv. Itt kezdjük egy új kiterjedt téma tanulmányozását: „Az anyag halmazállapotai”. Itt definiáljuk az aggregált állapot fogalmát, és vegyünk példákat ilyen testekre. És fontolja meg a neveket és azokat a folyamatokat, amelyek során az anyagok az aggregáció egyik állapotából a másikba kerülnek. Nézzük meg részletesebben az olvadási és kristályosodási folyamatokat szilárd anyagokés készítsünk hőmérsékleti grafikont az ilyen folyamatokról.

Téma: Aggregált halmazállapotok

Lecke: Kristálytestek olvadása és megszilárdulása. Olvadási és keményedési diagram

Amorf testek- olyan testek, amelyekben az atomok és molekulák meghatározott módon csak a vizsgált terület közelében helyezkednek el. Az ilyen típusú részecskék elrendezését rövid hatótávolságú sorrendnek nevezik.

Folyadékok- a részecskék rendezett szerkezete nélküli anyagok, a folyadékokban a molekulák szabadabban mozognak, és az intermolekuláris erők gyengébbek, mint a szilárd anyagokban. A legfontosabb tulajdonság: megtartják a térfogatot, könnyen változtatják az alakjukat, és a folyékonysági tulajdonságuk miatt felveszik annak az edénynek az alakját, amelyben elhelyezkednek (3. ábra).

Rizs. 3. A folyadék egy lombik ()

gázok- olyan anyagok, amelyek molekulái gyengén lépnek kölcsönhatásba egymással és véletlenszerűen mozognak, gyakran ütköznek egymással. A legfontosabb tulajdonság: nem tartják meg a térfogatot és az alakot, és elfoglalják az edény teljes térfogatát, amelyben vannak.

Fontos tudni és megérteni, hogy az anyagok aggregált állapotai közötti átmenet hogyan történik. Az ilyen átmenetek sémája a 4. ábrán látható.

1 - olvadás;

2 - keményedés (kristályosodás);

3 - párologtatás: párolgás vagy forrás;

4 - kondenzáció;

5 - szublimáció (szublimáció) - átmenet szilárd halmazállapotból gáz halmazállapotba, megkerülve a folyékony állapotot;

6 - deszublimáció - átmenet gázhalmazállapotból szilárd állapotba, a folyékony halmazállapot megkerülésével.

A mai órán olyan folyamatokra fogunk figyelni, mint a kristálytestek olvadása, megszilárdulása. Az ilyen folyamatok vizsgálatát célszerű a természetben leggyakrabban előforduló jég olvadásának és kristályosodásának példájával kezdeni.

Ha jeget teszel egy lombikba és elkezded melegíteni egy égővel (5. ábra), akkor azt fogod észrevenni, hogy a hőmérséklete addig emelkedni kezd, amíg el nem éri az olvadási hőmérsékletet (0 o C), majd megindul az olvadási folyamat, de ugyanakkor a jég hőmérséklete nem fog emelkedni, és csak az összes jég olvadási folyamatának vége után kezd emelkedni a képződött víz hőmérséklete.

Rizs. 5. Olvadó jég.

Meghatározás.Olvasztó- a szilárd halmazállapotból a folyékony állapotba való átmenet folyamata. Ez a folyamat állandó hőmérsékleten megy végbe.

Azt a hőmérsékletet, amelyen az anyag megolvad, olvadáspontnak nevezzük, és sok szilárd anyag mért értéke, ezért táblázatos érték. Például a jég olvadáspontja 0 o C, az arany olvadáspontja 1100 o C.

Az olvadás fordított folyamatát - a kristályosodás folyamatát - a víz lefagyasztásának és jéggé alakításának példája is jól szemlélteti. Ha veszel egy kémcsövet vízzel és elkezded hűteni, akkor először a víz hőmérséklete csökken, amíg el nem éri a 0 o C-ot, majd állandó hőmérsékleten megfagy (6. ábra), és a teljes fagyás után a képződött jég további hűtése.

Rizs. 6. Lefagyasztó víz.

Ha a leírt folyamatokat a test belső energiája szempontjából vizsgáljuk, akkor az olvadás során a szervezetbe beérkező összes energia a kristályrács tönkretételére és a molekulák közötti kötések gyengítésére fordítódik, így az energia nem a hőmérséklet megváltoztatására fordítják, hanem az anyag szerkezetének és részecskéi kölcsönhatásának megváltoztatására. A kristályosodás folyamatában az energiacsere zajlik le ellentétes irány: a test hőt ad le környezet, belső energiája pedig csökken, ami a részecskék mobilitásának csökkenéséhez, a köztük lévő kölcsönhatás fokozódásához és a szervezet megszilárdulásához vezet.

Hasznos, ha egy anyag olvadási és kristályosodási folyamatait grafikusan tudjuk ábrázolni grafikonon (7. ábra).

A grafikon tengelyei mentén találhatók: az abszcissza tengely - az idő, az ordináta tengely - az anyag hőmérséklete. Vizsgált anyagként negatív hőmérsékletű jeget veszünk, vagyis olyat, amely hőt kapva nem kezd el azonnal olvadni, hanem az olvadáspontig melegszik. Leírjuk a grafikon azon szakaszait, amelyek külön termikus folyamatokat ábrázolnak:

Kiindulási állapot - a: jég hevítése 0 o C olvadáspontra;

a - b: olvasztási folyamat állandó 0 o C hőmérsékleten;

b - meghatározott hőmérsékletű pont: a jégből képződött víz felmelegítése egy bizonyos hőmérsékletre;

Egy bizonyos hőmérsékletű pont - c: hűtővíz 0 o C fagypontra;

c - d: a víz lefagyásának folyamata állandó 0 o C hőmérsékleten;

d - végső állapot: jég lehűl valamilyen negatív hőmérsékletre.

Ma különféle dolgokat néztünk meg aggregált állapotok anyagokat, és figyelmet fordított az olyan folyamatokra, mint az olvadás és a kristályosodás. A következő leckében megbeszéljük fő jellemzője az anyagok olvadásának és megszilárdulásának folyamata - az olvadás fajhője.

1. L. E. Gendenshtein, A. B. Kaidalov és V. B. Kozhevnikov, szerk. Orlova V. A., Roizena I. I. Fizika 8. - M .: Mnemosyne.

2. Peryshkin A. V. Fizika 8. - M .: Túzok, 2010.

3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Fizika 8. - M .: Oktatás.

1. Szótárak és enciklopédiák az akadémikusról ().

2. Előadások „Molekuláris fizika és termodinamika” ().

3. Tveri régió regionális gyűjteménye ().

1. Oldal 31: kérdések #1-4; 32. o.: 1-3. kérdések; 33. oldal: #1-5. gyakorlatok; 34. o.: 1-3. kérdések. Peryshkin A. V. Fizika 8. - M .: Túzok, 2010.

2. Egy jégdarab lebeg egy fazék vízben. Milyen körülmények között nem olvad meg?

3. Az olvadás során a kristályos test hőmérséklete változatlan marad. És mi történik a test belső energiájával?

4. Tapasztalt kertészek tavaszi éjszakai fagyok esetén a gyümölcsfák esti virágzásakor bőségesen öntözzék meg vízzel az ágakat. Miért csökkenti ez jelentősen a jövőbeni termésveszteség kockázatát?