Fázisátalakulások • James TREFIL Encyclopedia „kétszáz törvények a világegyetem”

Ahhoz, hogy az anyag átment egy szilárd állapotból folyadék (olvadás vagy olvadási) a folyadék gáz halmazállapotú (forráspontja vagy párologtatással) vagy szilárd halmazállapotú (illékonyság vagy szublimációs), energiát igényel bemeneti kívülről. Amikor inverz folyamatok (mint például kristályosítással vagy kondenzációs) anyag, éppen ellenkezőleg, energiát veszít.

Normális körülmények között, bármely anyag egy három Államok - szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotban (vö Aggregate halmazállapot.). Minden ilyen feltételek mellett megfelel a szerkezet a kapcsolatokat a molekulák és / vagy atomok, amelyeket a bizonyos kötési energia közöttük. Ennek megváltoztatásához struktúrára van szükség, vagy hő külső fala között (például olvadáspontú szilárd anyag), vagy ezen kívül az energia kiáramlás (például kristályosítással).

Figyelembe, a start, egy szilárd megértjük fogalmilag hogy molekula / atom kapcsolódik valamilyen merev, kristályos vagy amorf szerkezetű, - enyhe melegítés, ezek csak akkor kezdenek el „shake” körül rögzített helyzetben (minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb az amplitúdó a oszcilláció ). A további melegítés az anyag molekulái lazítani mindent keményebb, míg végül, nem szakít „otthonukat” helyeken, és nem megy a „szabadon lebegő”. Ez az olvadási vagy olvadása a szilárd anyag egy folyadékkal. Átvétele szükséges energia olvad az anyag, az úgynevezett fúziós hő.

Menetrend változik szilárd átalakulás hőmérséklete az olvadáspont maga nagyon érdekes. Az olvadás előtt, miközben felmelegedik az atomok / molekulák szempontjából lengő körül annak rögzített helyzetben az összes erősebb és átvételét minden további hőt vezet a magasabb részeit a szilárd test hőmérsékletét. Azonban, amikor eléri a olvadáspontú szilárd anyag, ez egy ideig, és továbbra is ezen a hőmérsékleten folytatása ellenére beáramló hő, amíg felhalmozódott elegendő mennyiségű hőenergia megtörni kemény intermolekuláris kötések. Ez alatt a fázis átmenet a szilárd anyag folyékony energia elnyelődik őket anélkül, láz, mert minden kell ahhoz, hogy megtörje a intermolekuláris kötések. Ezért egy jégkocka egy koktél még a hő marad a jég hőmérsékletén, amíg az összes olvad. Így, olvadó, jégkocka hőt von el a környező koktél (és így lehűti az kellemes hőmérséklet), valamint a tárcsázott energiát, hogy szükség van rá, hogy megtörje az intermolekuláris kötéseket és a végső önpusztító.

A hőmennyiség szükséges olvasztására vagy párologtató egység térfogata szilárd vagy folyékony, az úgynevezett, illetve a latens hő a fúziós vagy párolgás látens hő. És értékek néha szerepelt jelentős. Például, egy hőmérséklet-1 kg víz 0 ° C-tól 100 ° C-on van szükség a „csak” 420 000 joule (J) a hőenergia, és meg kell fordítani a kilogramm víz 1 kg gőz hőmérséklete megegyezik az azonos 100 ° C-on - több mint 2.260.000 joule energiát.

Miután a szilárd anyag teljesen vált folyékony, további hőbevitel növekedését eredményezi ismét anyag hőmérsékletét. A folyékony halmazállapot molekulák még szoros kapcsolatot, de nehéz intermolekuláris kötések bomlanak közöttük, és a kölcsönhatás erőket, amelyek molekulákat együttesen több nagyságrenddel gyengébb, mint a szilárd anyagok, így a molekulák elkezdenek mozogni teljesen szabadon egymáshoz képest. További áramlás hozza hőt a forrásban lévő folyékony fázisú. és elkezd egy aktív bepárlással vagy elpárologtatással.

És ismét, ahogy azt esetében leírt olvadási vagy fúziós, egy ideig, az összes további bejövő energia megy megtörni kötéseket molekulái között folyékony és szabadon őket a gáznemű állapotban (egy állandó forráspontot). Töréséhez szükséges energia ezeket a látszólag meglehetősen gyenge kötések - az úgynevezett .. látens párolgási hőt - is szükség van egy jelentős (lásd a fenti példát.).

Ugyanez folyamatok a kiáramlás a energia (ostuzhennoy) anyagok fordulnak elő fordított sorrendben. Először is, a gáz lehűl a hőmérsékletet csökkentjük, és így bekövetkezik, amíg el nem éri a harmatpont - a hőmérséklet, amelynél cseppfolyósítása kezdődik - és ez pontosan megegyezik a hőmérséklet a párolgás (forráspont) a megfelelő folyadék. Amikor kondenzálódik kölcsönös vonzó- a molekulák között kezdenek elsőbbséget élveznek a hőmozgás energia, gáz kezd felenged - „kondenzált”. Ez felszabadítja az úgynevezett látens kondenzációs hőt - ez pontosan megegyezik az adott látens párolgási hő, amely a már említett. Ez azt jelenti, hogy mennyi energiát fordított párolgása egy bizonyos tömegű folyadék, pontosan annyi, mint pár energia és így a hő formájában kondenzáció során újra folyadékká.

Az a tény, hogy a felszabaduló hőmennyiség kondenzáció során igen magas - a tény könnyen ellenőrizhető: elég, hogy a kezét a kifolyó forró kanna. Amellett, hogy a hőt a gőz, mint olyan, a bőr még mindig szenved felszabaduló hő következtében kondenzáció a folyékony víz.

A további hűtés a fagyáspont a folyadék (a hőmérséklet, ami az olvadáspont), ismét kezdődik a folyamat hő kifelé visszahatás nélküli hőmérsékletének csökkentése magának az anyagnak. Ezt a folyamatot nevezzük a kristályosodás. és amikor azt osztják pontosan ugyanaz hőenergia, mint látható a környezetből során az olvadó (átmenet az anyag a szilárd, hogy a folyékony fázisban).

Van egy másik típusú fázisátalakulás - a szilárd állapotból közvetlenül egy gáznemű anyag (megkerülve folyadék). Ez a fázis transzformáció nevezzük szublimáció. vagy szublimáció. A legtöbb háztartás például lógott ki száradni a hideg, nedves fehérnemű. A vizet először kristályosítjuk jégen, majd - közvetlen napfénynek kitett - mikroszkópos jégkristályok Egyszerűen elpárolognak, megkerülve a folyékony fázis. Egy másik példa egy rock koncerten „száraz jég” (CO2 fagyasztott szén-dioxid) használunk ködösítés eszköz - elpárolog a levegőbe, csomagolópapír a kiálló zenészek és halad a folyékony fázis. Ennek megfelelően, hogy átalakítsa a szilárd közvetlenül a gáz energiát fordítunk szublimáció.

„A hűtőfolyadék a fagyáspont (a hőmérséklet, ami az olvadáspont), ismét kezdődik a folyamat hőenergia visszarúgás kívül anélkül, a hőmérséklet csökkentése az anyag. Ezt a folyamatot nevezzük a kristályosodás, és amikor azt osztják pontosan ugyanaz hőenergia, mint látható a környezet olvadás. "
A víz, ezt a folyamatot nevezik a fázisátmenet, ahelyett, kristályosítással (állapotának megváltoztatásával aggregáció). A kristályosított víz fagypont alatti hőmérsékleten szeparációs explicit helyett látens hőt.

Desztillált vízben egy kémiailag tiszta üveg hosszú morozilke.Chitala megfagy az interneten, hogy a rekord -60 gr.Ts. Kipróbált és fordult 18 gr.Ts.Esli megakadályozzák intenzíven az üveg gyorsan be van töltve a szilárd jég és vatopodobnoy tömege, amely gyorsan növekszik a hőmérséklet 4 gr.Ts.