Kristalisasi dan mencair jadwal perubahan di negara agregat substansi

Artikel ini menjelaskan apa kristalisasi dan mencair. Pada contoh negara yang berbeda dari agregasi air dijelaskan, berapa banyak panas yang dibutuhkan untuk pembekuan dan pencairan dan mengapa nilai-nilai ini berbeda. Ini menunjukkan perbedaan antara poli- dan kristal tunggal, serta kompleksitas pembuatan yang terakhir.

Pindah ke negara agregat lain

Orang biasa berpikir tentang hal ini jarang terjadi tapi hidup pada tingkat di mana itu ada sekarang, tidak mungkin tanpa ilmu. Apa itu? Sebuah pertanyaan yang sulit, karena banyak proses yang terjadi pada antarmuka beberapa disiplin. Fenomena yang menentukan bidang ilmu sulit, adalah kristalisasi dan mencair. Tampaknya, baik, apa yang sulit: ada air - telah menjadi es, adalah bola logam - telah menjadi genangan logam cair. Namun, mekanisme yang tepat dari transisi dari satu keadaan agregasi yang lain hilang. Fisika memanjat lebih dalam hutan, tapi untuk memprediksi tepat pada titik akan mulai mencair dan kristalisasi dari tubuh belum diperoleh.

Apa yang kita tahu

Sesuatu yang manusia masih tahu. Titik leleh dan kristalisasi cukup mudah ditentukan secara empiris. Tapi semuanya tidak begitu sederhana. Semua orang tahu bahwa air meleleh dan membeku pada nol derajat Celcius. Namun, air biasanya tidak hanya konstruksi teoritis, jumlah tertentu. Jangan lupa bahwa mencair dan kristalisasi proses tidak instan. Es batu mulai mencair lebih awal dari persis mencapai nol derajat, air di gelas pertama ditutupi dengan kristal es pada suhu yang sedikit melebihi tanda pada skala.

Isolasi dan penyerapan panas selama transisi ke keadaan yang berbeda dari agregasi

Kristalisasi dan mencair padatan disertai dengan efek panas tertentu. Dalam keadaan cair molekul (atau kadang-kadang atom) saling berhubungan tidak sangat ketat. Justru karena ini, mereka memiliki kemampuan untuk "aliran." Ketika tubuh mulai kehilangan panas, atom dan molekul mulai menyatukan mereka dalam struktur yang paling nyaman. Dengan demikian, kristalisasi terjadi. Sering tergantung pada kondisi eksternal, diperoleh dari karbon grafit, berlian, atau fullerene yang sama. Jadi tidak hanya suhu, tetapi juga pengaruh tekanan dalam perjalanan akan dilanjutkan kristalisasi dan mencair. Namun, dalam rangka untuk menghancurkan struktur kristal koneksi kaku, dibutuhkan sedikit lebih banyak energi, dan karenanya jumlah panas dari itu untuk menciptakan mereka. Dengan demikian, materi akan membeku lebih cepat daripada meleleh proses di bawah kondisi yang sama. Fenomena ini disebut panas laten, dan mencerminkan perbedaan yang dijelaskan di atas. Ingat bahwa panas laten tidak berhubungan dengan panas dan dengan demikian mencerminkan jumlah panas yang dibutuhkan untuk melelehkan dan kristalisasi terjadi.

Mengubah volume ketika beralih ke negara agregat lain

Seperti telah disebutkan, jumlah dan kualitas link di negara-negara cair dan padat yang berbeda. Untuk keadaan cair memerlukan lebih banyak energi, oleh karena itu, atom bergerak lebih cepat terus-menerus melompat dari satu tempat ke tempat lain dan menciptakan koneksi sementara. Karena amplitudo osilasi dari partikel yang lebih besar, dan cair memiliki volume yang lebih besar. Sedangkan pada koneksi ketat padat, setiap atom bergetar sekitar posisi keseimbangan, ia tidak dapat meninggalkan posisinya. Struktur ini memakan banyak ruang. Sehingga mencair dan kristalisasi zat disertai dengan perubahan volume.

Sifat lebur dan air kristalisasi

Cairan ini umum dan penting bagi planet kita, karena air mungkin tidak santai memainkan peran besar dalam kehidupan makhluk hampir semua hidup. Dijelaskan di atas adalah perbedaan antara jumlah panas yang diperlukan untuk kristalisasi dan mencair berlangsung, serta perubahan volume ketika mengubah keadaan agregasi. Beberapa pengecualian untuk kedua aturan adalah air. Hidrogen molekul yang berbeda dalam keadaan cair bahkan sebentar terhubung, membentuk lemah, tapi masih tidak nol ikatan hidrogen. Hal ini menjelaskan kapasitas panas yang sangat besar cairan universal. Perlu dicatat bahwa aliran air, komunikasi ini tidak mengganggu. Tapi peran mereka selama pembekuan (dengan kata lain, kristalisasi) sampai dengan akhir masih belum jelas. Namun, orang harus mengakui bahwa es dari massa yang sama menempati volume lebih air cair. Fakta ini menyebabkan banyak kerusakan jaringan utilitas, dan memberikan banyak masalah melayani orang-orang mereka.

Tidak hanya sekali atau dua kali dalam berita berkelebat pesan tersebut. Di musim dingin, ruang boiler dari sebuah desa terpencil ada kecelakaan. Karena badai salju, es dan salju yang berat tidak punya waktu untuk mendorong bahan bakar. Air dipasok ke pemanas dan keran, baterai, lagi hangat. Jika tidak waktu untuk mengeringkan, meninggalkan sistem setidaknya sebagian kosong, dan lebih baik untuk mengeringkan, ia mulai mendapatkan suhu lingkungan. Lebih sering daripada tidak, sayangnya, saat ini ada salju berat. Dan es merobek pipa, meninggalkan orang-orang dengan tidak ada kesempatan untuk hidup nyaman dalam beberapa bulan mendatang. Kemudian, tentu saja, menghilangkan kecelakaan, Situasi Darurat gagah berani Kementerian, menerobos badai salju untuk mendapatkan dibombardir dengan helikopter beberapa ton batubara didambakan dan pipa miskin di tabung perubahan jam dingin sengit.

Salju dan kepingan salju

Membayangkan es, kita sering berpikir tentang batu dingin dalam segelas jus atau hamparan luas Antartika beku. Salju dirasakan oleh orang-orang sebagai fenomena khusus, yang tampaknya tidak terkait dengan air. Tapi sebenarnya itu adalah es yang sama, hanya beku dalam urutan tertentu, yang menentukan bentuk. Mereka mengatakan bahwa dua kepingan salju yang identik di seluruh dunia tidak ada. Seorang ilmuwan dari Amerika Serikat mengambil masalah ini dengan serius dan telah menetapkan kondisi untuk memperoleh keindahan ini hex menginginkan bentuk. laboratoriumnya dapat memberikan bahkan badai salju gambar kepingan salju dibayar oleh klien. Kebetulan, hujan es, salju dan sejenisnya, adalah hasil yang sangat penasaran dari proses kristalisasi - dari uap dan tidak air. Reconversion tubuh padat sekaligus di unit gas disebut sublimasi.

kristal tunggal dan polikristalin

Semua orang telah melihat pola es musim dingin pada kaca di dalam bus. Mereka terbentuk karena suhu di dalam kendaraan di atas nol Celcius. Dan selain itu, banyak orang bernapas bersama-sama dengan pesawat dari pasangan paru-paru, memberikan kelembaban yang lebih besar. Tapi kaca (sering halus Single) adalah pada suhu kamar, yang negatif. uap air, menyentuhnya dengan sangat cepat kehilangan panas dan berubah menjadi solid state. Satu kristal tongkat yang lain, masing-masing bentuk berikut ini sedikit berbeda dari sebelumnya satu, dan cepat tumbuh pola asimetris yang indah. Ini adalah contoh dari polikristalin. "Poli" - dari bahasa Latin "banyak". Dalam hal ini, beberapa microparts digabungkan menjadi satu kesatuan. Setiap produk logam - terlalu sering polikristalin. Dan di sini adalah bentuk sempurna dari prisma kuarsa alami - adalah kristal tunggal. Dalam struktur, tidak ada yang akan menemukan ketidaksempurnaan dan kesenjangan, sedangkan volume polikristalin arah potongan disusun secara acak dan tidak setuju dengan satu sama lain.

Smartphone dan teropong

Namun dalam teknologi modern sering membutuhkan kristal tunggal benar-benar murni. Sebagai contoh, hampir setiap smartphone mengandung di nya elemen kedalaman memori silikon. Tidak ada atom dalam semua buku ini tidak boleh dipindahkan dari lokasi yang ideal. Setiap orang harus mengambil tempatnya. Jika tidak, bukan foto Anda akan mendapatkan suara output, dan, yang terpenting, jahat.

Teropong, perangkat night vision juga perlu kristal tunggal massal yang memadai yang mengkonversi radiasi inframerah menjadi cahaya tampak. Metode untuk semakin mereka, tetapi masing-masing membutuhkan perhitungan sangat berhati-hati dan akurat. Bagaimana diperoleh kristal tunggal, para ilmuwan memahami dari diagram fase, yaitu melihat grafik mencair dan kristalisasi dari produk. Buat gambar yang sulit, karena itu, ilmuwan material terutama dihargai oleh ilmuwan yang memutuskan untuk mencari tahu semua rincian jadwal.