Cristallizzazione e fusione prospetto delle variazioni nello stato aggregato della sostanza

Questo articolo spiega che cosa la cristallizzazione e di fusione. Nell'esempio di diversi stati di aggregazione di acqua è spiegato, quanto calore è necessario per il congelamento e lo scongelamento e il motivo per cui questi valori sono diversi. Essa mostra la differenza tra la poli- e cristalli singoli, nonché la complessità della fabbricazione di quest'ultimo.

Trasferirsi in un altro stato di aggregazione

Una persona comune pensa a questo raro ma la vita sul livello al quale lo conosciamo oggi, sarebbe stata impossibile senza la scienza. Di cosa si tratta? Una domanda difficile, perché molti dei processi che avvengono all'interfaccia tra diverse discipline. Fenomeni per cui individuare l'area della scienza è difficile, è la cristallizzazione e di fusione. Sembrerebbe, così, ciò che è difficile: c'era l'acqua – è diventato di ghiaccio, era una sfera di metallo – è diventato una pozza di metallo liquido. Tuttavia, l'esatto meccanismo di transizione da uno stato di aggregazione all'altro mancante. Fisica salire più profondo nella giungla, ma per prevedere esattamente a che punto inizierà fusione e cristallizzazione dei corpi non sono ancora state ottenute.

Quello che sappiamo

Qualcosa che l'umanità conosce ancora. Il punto di fusione e cristallizzazione abbastanza facilmente determinati empiricamente. Ma non tutto è così semplice. Tutti sanno che l'acqua si scioglie e congela a zero gradi Celsius. Tuttavia, l'acqua è di solito non solo un costrutto teorico, una quantità specifica. Non dimenticare che il processo di fusione e la cristallizzazione non è istantaneo. cubetto di ghiaccio inizia a sciogliersi prima del sfiori zero gradi, l'acqua nella prima becher viene coperto con cristalli di ghiaccio ad una temperatura che supera di poco la tacca della scala.

Isolamento e assorbimento di calore durante la transizione ad un diverso stato di aggregazione

Cristallizzazione e fusione solidi accompagnate da alcuni effetti termici. Allo stato liquido molecola (o talvolta atomi) sono interconnesse non è molto stretto. Proprio a causa di questo, essi hanno la capacità di "flusso". Quando il corpo inizia a perdere calore, atomi e molecole iniziano a unirle nella struttura più conveniente. Pertanto, si verifica la cristallizzazione. Spesso dipende dalle condizioni esterne, è ottenuto dalla stessa carbonio grafite, diamante, o fullerene. Quindi non solo la temperatura, ma anche l'influenza della pressione sul modo procederanno cristallizzazione e di fusione. Tuttavia, al fine di distruggere la struttura cristallina del collegamento rigido, ci vuole un po 'più di energia, e quindi la quantità di calore rispetto a quello di creare loro. Così, il materiale si blocca più veloce di sciogliere i processi nelle stesse condizioni. Questo fenomeno è chiamato calore latente, e riflette la differenza sopra descritta. Ricordiamo che il calore latente non è correlato al calore e come tale riflette la quantità di calore necessaria per fondere e si è verificato cristallizzazione.

Variazione di volume quando si passa ad un altro stato di aggregazione

Come già accennato, il numero e la qualità dei collegamenti negli stati liquidi e solidi sono differenti. Per stato liquido richiede più energia, quindi, atomi si muovono velocemente costantemente saltare da un luogo all'altro e creando una connessione temporanea. Poiché l' ampiezza delle oscillazioni delle particelle più grandi, e il liquido ha un volume maggiore. Mentre in un collegamento stretto solido, ogni atomo vibra circa una posizione di equilibrio, è incapace di lasciare la sua posizione. La struttura occupa meno spazio. In modo che la fusione e cristallizzazione di sostanze accompagnate da una variazione di volume.

Proprietà di fusione e acqua di cristallizzazione

Questo liquido comune e importante per il nostro pianeta, come l'acqua potrebbe non casualmente svolgere un ruolo importante nella vita di esseri quasi tutti i viventi. Sopra descritta è la differenza tra la quantità di calore necessaria per la cristallizzazione e fusione avvenuta, così come la variazione di volume quando cambia lo stato di aggregazione. Alcune eccezioni a entrambe le regole è l'acqua. Idrogeno diverse molecole in uno stato liquido anche brevemente collegati, formando debole, ma ancora non legame idrogeno zero. Questo spiega l'estremamente grande capacità termica di questo fluido universale. Va notato che il flusso d'acqua, queste comunicazioni non interferiscono. Ma il loro ruolo durante il congelamento (in altre parole, la cristallizzazione) fino alla fine rimane poco chiaro. Tuttavia, si dovrebbe ammettere che il ghiaccio della stessa massa occupa più volume rispetto acqua allo stato liquido. Questo fatto è causando un sacco di danni alle reti di servizi, e fornisce un sacco di problemi che servono loro popolo.

Non solo una o due volte la notizia balenato tali messaggi. In inverno, il locale caldaia di un remoto villaggio c'è stato un incidente. A causa di tempeste di neve, ghiaccio e gelo pesante non ha avuto il tempo di guidare carburante. Acqua alimentata al riscaldamento e chiavette batteria, più caldo. Se non è il tempo per drenare, lasciando il sistema almeno parzialmente vuoto, ed è meglio asciugare, inizia ad acquisire temperatura ambiente. Più spesso, purtroppo, in questo momento ci sono forti gelate. E il ghiaccio strappare i tubi, lasciando le persone senza alcuna possibilità per una vita confortevole nei prossimi mesi. Poi, naturalmente, di eliminare l'incidente, Ministero valorosi situazioni di emergenza, sfondare la tormenta per ottenere bombardati con l'elicottero qualche tonnellata di carbone ambita e scarsa impianto idraulico nei tubi di clock freddo feroci.

Neve e fiocchi di neve

Immaginando il ghiaccio, spesso pensiamo dei cubi freddo in un bicchiere di succo di frutta o le vaste distese dell'Antartide congelata. La neve è percepito dalla gente come un fenomeno speciale, che sembra essere in rapporto con l'acqua. Ma in realtà è la stessa di ghiaccio, solo congelato in un certo ordine, che determina la forma. Si dice che non esiste due fiocchi di neve identici in tutto il mondo. Uno scienziato dagli Stati Uniti ha preso la questione sul serio e ha stabilito le condizioni per l'ottenimento di queste bellezze esagonale desiderata forma. Il suo laboratorio in grado di fornire anche una bufera di neve fiocchi di neve a carico del cliente di. Incidentalmente, grandine, neve e simili, è molto curioso risultato del processo di cristallizzazione – dal vapore e non l'acqua. Riconversione del corpo solido contemporaneamente in unità gassosa viene chiamato sublimazione.

monocristalli e policristallino

Tutti hanno visto i modelli di ghiaccio invernale su vetro nel bus. Si formano perché la temperatura all'interno del veicolo è superiore Celsius zero. E poi, un sacco di persone che respirano insieme con l'aria dai polmoni coppie, fornire una maggiore umidità. Ma il vetro (spesso sottile singola) è a temperatura ambiente, che è un negativo. Il vapore acqueo, toccando molto rapidamente perde calore e si trasforma in uno stato solido. bastoni un cristallo all'altro, ciascuno dei seguenti forma è leggermente diverso dal precedente, e crescono rapidamente bei modelli asimmetrici. Questo è un esempio di policristallino. "Poly" – dal latino "molto". In questo caso, alcuni dei microParts combinati in una singola unità. Qualsiasi prodotto in metallo – troppo spesso policristallino. E qui è la forma perfetta del prisma quarzo naturale – è un singolo cristallo. Nella sua struttura, nessuno troverà le imperfezioni e le lacune, mentre in volumi policristallini indicazioni pezzi sono disposti in modo casuale e non era d'accordo con l'altro.

Smartphone e binocolo

Ma nella tecnologia moderna spesso richiede un completamente puri cristalli singoli. Ad esempio, praticamente qualsiasi smartphone contiene nel suo elemento profondità memoria silicio. Nessun atomo in tutto questo volume non dovrebbe essere spostata dalla posizione ideale. Ognuno deve prendere il suo posto. In caso contrario, invece di foto si ottengono i suoni in uscita, e, soprattutto, brutto.

Binocoli, visori notturni anche bisogno sufficienti monocristalli bulk che convertono la radiazione infrarossa in luce visibile. I metodi per il loro numero crescente, ma ognuno richiede calcoli particolarmente attenti e precisi. Come ottenuti cristalli singoli, gli scienziati comprendono dai diagrammi di fase, cioè guardando un grafico di fusione e cristallizzazione del prodotto. Creazione di un quadro è difficile, quindi, gli scienziati dei materiali è particolarmente apprezzato dagli scienziati che hanno deciso di scoprire tutti i dettagli del programma.