Nestemäisten muovien tyypit ja käyttöalueet. Sulatus ja kiteytys Valetut kaksikomponenttiset muovit

Mikä tahansa elementti voi olla useassa eri tilassa joitain ulkoisia olosuhteita. Kitekappaleiden sulaminen ja jähmettyminen ovat tärkeimmät muutokset materiaalien rakenteessa. Hyvä esimerkki on vesi, joka voi olla nestemäisessä, kaasumaisessa ja kiinteässä tilassa. Näitä eri muotoja kutsutaan aggregaattitiloiksi (kreikan sanasta "sidon"). Aggregaatiotila on yhden alkuaineen muodot, jotka eroavat hiukkasten (atomien) järjestelyn luonteesta ja jotka eivät muuta niiden rakennetta.

Yhteydessä

Miten muutokset tapahtuvat

On olemassa useita tunnusomaisia ​​prosesseja vaihtuvia muotoja erilaisia ​​aineita:

• kovettuminen;
• kiehuva;
• (kiinteästä muodosta välittömästi kaasumaiseksi);
• haihtuminen;
• sulake;
• tiivistyminen;
• desublimaatio (käänteinen siirtyminen sublimaatiosta).

Jokaiselle muunnokselle on ominaista tietyt ehdot, jotka on täytettävä onnistuneen siirtymän kannalta.

Kaavat

Mitä prosessia kutsutaan termiseksi? Kaikki, joissa materiaalien aggregaattitilassa tapahtuu muutos, koska lämpötilalla on niissä suuri rooli. Kaikilla lämpömuutoksilla on vastakohta: nesteestä kiinteäksi ja päinvastoin, kiinteästä höyryksi ja päinvastoin.

Tärkeä! Lähes kaikki lämpöprosessit ovat palautuvia.

On olemassa kaavoja, joiden avulla voidaan määrittää, mikä on ominaislämpö eli tarvittava lämpö vaihtaa 1 kg kiintoainetta.

Esimerkiksi jähmettymisen ja sulamisen kaava on: Q=λm, missä λ on ominaislämpö.

Mutta kaava jäähdytys- ja lämmitysprosessin näyttämiseksi on Q = cmt, missä c on ominaislämpökapasiteetti - lämmön tilavuus, jolla lämmitetään 1 kg materiaalia yhdellä asteella, m on massa ja t on lämpötilaero.

Kondensoitumisen ja höyrystymisen kaava: Q=Lm, missä ominaislämpö on L ja m on massa.

Prosessien kuvaus

Sulaminen on yksi tavoista muuttaa rakennetta, siirtyy kiinteästä nesteeksi. Se tapahtuu lähes samalla tavalla kaikissa tapauksissa, mutta kahdella eri tavalla:

• elementti lämmitetään ulkopuolelta;
• lämmitys tapahtuu sisältä.

Nämä kaksi menetelmää eroavat toisistaan ​​instrumenteissaan: ensimmäisessä tapauksessa aineita kuumennetaan erityisessä uunissa, ja toisessa tapauksessa kohteen läpi johdetaan virta tai se lämmitetään induktiivisesti asettamalla se korkeataajuiseen sähkömagneettiseen kenttään.

Tärkeä! Materiaalin kiderakenteen tuhoutuminen ja siinä tapahtuvat muutokset johtavat elementin nestemäiseen tilaan.

Eri työkaluilla voit saavuttaa saman prosessin:

• lämpötila nousee;
• kidehila muuttuu;
• hiukkaset liikkuvat poispäin toisistaan;
• muita kidehilan häiriöitä ilmaantuu;
• atomien väliset sidokset katkeavat;
• muodostuu lähes nestemäinen kerros.

Kuten on jo käynyt selväksi, lämpötila on tärkein tekijä, jonka vuoksi elementin tila muuttuu. Sulamispiste on jaettu:

• kevyt - enintään 600 ° C;
• keskilämpötila - 600-1600 °C;
• tiivis – yli 1600°C.

Työkalu tähän työhön valitaan sen kuulumisen mukaan johonkin ryhmään: mitä enemmän materiaalia on lämmitettävä, sitä tehokkaampi mekanismin tulee olla.

Kannattaa kuitenkin olla varovainen ja tarkistaa tiedot koordinaatistosta, esim. kiinteän elohopean kriittinen lämpötila on -39°C ja kiinteän alkoholin -114°C, mutta isompi niistä on -39. °C, koska koordinaattijärjestelmän mukaan tämä luku on lähempänä nollaa.

Yhtä tärkeä indikaattori on kiehumispiste, jossa neste kiehuu. Tämä arvo on yhtä suuri kuin pinnan yläpuolelle muodostuneen höyryn lämpö. Tämä indikaattori on suoraan verrannollinen paineeseen: paineen kasvaessa sulamispiste nousee ja päinvastoin.

Apumateriaalit

Jokaisella materiaalilla on omat lämpötila-indikaattorit, joissa sen muoto muuttuu, ja jokaiselle niistä voit luoda oman sulamis- ja jähmettymisaikataulun. Indikaattorit vaihtelevat kidehilasta riippuen. Esimerkiksi, jään sulamiskaavio osoittaa, että se vaatii hyvin vähän lämpöä, kuten alla on esitetty:

Kaaviossa näkyy suhde lämmön määrän (pystysuora) ja ajan (vaakasuora) välillä, joka tarvitaan jään sulamiseen.

Taulukossa näkyvät yleisimpien metallien sulattamiseen tarvittavat määrät.

Sulamiskaavio ja muut apumateriaalit ovat kokeissa erittäin tarpeellisia, jotta voidaan seurata hiukkasten sijainnin muutoksia ja havaita alkuaineiden muodon muutosten alkaminen.

Kehojen jähmettyminen

Kovettuminen on elementin nestemäisen muodon muuttaminen kiinteäksi. Välttämätön ehto on, että lämpötila laskee jäätymispisteen alapuolelle. Tämän toimenpiteen aikana molekyylien kiderakenne voi muodostua, ja sitten tilanmuutosta kutsutaan kiteytykseksi. Tässä tapauksessa nestemäisessä muodossa olevan alkuaineen tulee jäähtyä jähmettymis- tai kiteytymislämpötilaan.

Kitekappaleiden sulaminen ja jähmettyminen tapahtuu samoissa ympäristöolosuhteissa: kiteytyy 0 °C:ssa ja jää sulaa samassa lämpötilassa.

Ja metallien tapauksessa: rauta vaadittu 1539°C sulatukseen ja kiteyttämiseen.

Kokemus on osoittanut, että aineen jähmettyminen edellyttää, että se vapauttaa yhtä paljon lämpöä kuin käänteisessä muutoksessa.

Molekyylit houkuttelevat toisiaan ja muodostavat kidehilan, jotka eivät voi vastustaa, koska ne menettävät energiansa. Näin ollen ominaislämpö määrittää, kuinka paljon energiaa tarvitaan kehon muuttamiseen nestemäiseen tilaan ja kuinka paljon siitä vapautuu jähmettymisen aikana.

Kovettumiskaava - tämä on Q = λ*m. Kiteytymisen aikana Q-merkkiin lisätään miinusmerkki, koska keho tässä tapauksessa vapauttaa tai menettää energiaa.

Opiskelemme fysiikkaa - aineiden sulamis- ja jähmettymiskaavioita

Kiteiden sulamis- ja jähmettymisprosessit

Johtopäätös

Kaikki nämä lämpöprosessien indikaattorit on tunnettava syvällisen fysiikan ymmärtämisen ja primitiivisten luonnonprosessien ymmärtämisen vuoksi. Ne on syytä selittää opiskelijoille mahdollisimman varhaisessa vaiheessa käyttämällä esimerkkeinä käytettävissä olevia työkaluja.

Sulaminen

Sulaminen on prosessi, jossa aine muunnetaan kiinteästä aineesta nesteeksi.

Havainnot osoittavat, että jos jäämurska, jonka lämpötila on esimerkiksi 10 °C, jätetään lämpimään huoneeseen, sen lämpötila nousee. 0 °C:ssa jää alkaa sulaa, eikä lämpötila muutu ennen kuin kaikki jää muuttuu nesteeksi. Tämän jälkeen jäästä muodostuvan veden lämpötila nousee.

Tämä tarkoittaa, että kiteiset kappaleet, joihin kuuluu jää, sulavat tietyssä lämpötilassa, jota kutsutaan sulamispiste. On tärkeää, että sulamisprosessin aikana kiteisen aineen ja sen sulamisen aikana muodostuneen nesteen lämpötila pysyy muuttumattomana.

Yllä kuvatussa kokeessa jää sai tietyn määrän lämpöä, sen sisäinen energia kasvoi johtuen molekyyliliikkeen keskimääräisen kineettisen energian kasvusta. Sitten jää suli, sen lämpötila ei muuttunut, vaikka jää sai tietyn määrän lämpöä. Tämän seurauksena sen sisäinen energia kasvoi, mutta ei kineettisen, vaan molekyylien vuorovaikutuksen potentiaalisen energian vuoksi. Ulkopuolelta saatu energia kuluu kidehilan tuhoamiseen. Mikä tahansa kiteinen kappale sulaa samalla tavalla.

Amorfisilla kappaleilla ei ole tiettyä sulamispistettä. Lämpötilan noustessa ne pehmenevät vähitellen, kunnes ne muuttuvat nesteeksi.

Kiteytys

Kiteytys on prosessi, jossa aine siirtyy nestemäisestä tilasta kiinteään tilaan. Kun neste jäähtyy, se vapauttaa jonkin verran lämpöä ympäröivään ilmaan. Tässä tapauksessa sen sisäinen energia vähenee sen molekyylien keskimääräisen kineettisen energian vähenemisen vuoksi. Tietyssä lämpötilassa kiteytysprosessi alkaa, tämän prosessin aikana aineen lämpötila ei muutu ennen kuin koko aine muuttuu kiinteäksi. Tähän siirtymiseen liittyy tietyn määrän lämpöä vapautuminen ja vastaavasti aineen sisäisen energian väheneminen sen molekyylien potentiaalisen vuorovaikutusenergian vähenemisen vuoksi.

Siten aineen siirtyminen nestemäisestä tilasta kiinteään tilaan tapahtuu tietyssä lämpötilassa, jota kutsutaan kiteytyslämpötilaksi. Tämä lämpötila pysyy vakiona koko sulamisprosessin ajan. Se on yhtä suuri kuin tämän aineen sulamispiste.

Kuvassa on graafinen esitys kiinteän kiteisen aineen lämpötilasta ajan funktiona sen kuumentuessa huoneenlämpötilasta sulamispisteeseen, sulamisen, nestemäisen aineen kuumentamisen, nestemäisen aineen jäähtymisen, kiteytymisen ja aineen myöhemmän jäähtymisen aikana. kiinteässä tilassa.

Spesifinen sulamislämpö

Eri kiteisillä aineilla on erilaiset rakenteet. Näin ollen kiinteän aineen kidehilan tuhoamiseksi sen sulamislämpötilassa on välttämätöntä antaa sille eri määrä lämpöä.

Spesifinen sulamislämpö- tämä on lämpömäärä, joka on annettava 1 kg:aan kiteistä ainetta, jotta se muuttuu nesteeksi sulamispisteessä. Kokemus osoittaa, että sulamislämpötila on yhtä suuri kuin ominaiskiteytyslämpö .

Spesifinen sulamislämpö on merkitty kirjaimella λ . Ominaissulamislämmön yksikkö - [λ] = 1 J/kg.

Kiteisten aineiden ominaissulamislämmön arvot on annettu taulukossa. Alumiinin ominaissulamislämpö on 3,9*10 5 J/kg. Tämä tarkoittaa, että 1 kg alumiinin sulattamiseksi sulamislämpötilassa on tarpeen kuluttaa 3,9 * 10 5 J lämpöä. Sama arvo vastaa 1 kg alumiinin sisäisen energian lisäystä.

Lämmön määrän laskemiseen K tarvitaan massaisen aineen sulattamiseen m sulamislämpötilassa otettuna seuraa sulamislämpötilaa λ kerrottuna aineen massalla: Q = λm.

Samaa kaavaa käytetään nesteen kiteytymisen aikana vapautuvan lämmön määrän laskemiseen.

Oppitunnin tiivistelmä “Sulaminen ja kiteytyminen. Spesifinen sulamislämpö".

Esittelemme huomiosi videotunnin aiheesta "Kidekappaleiden sulaminen ja jähmettyminen. Sulamis- ja jähmettymisaikataulu." Tästä aloitamme uuden laajan aiheen tutkimisen: "Aineen aggregatiiviset tilat". Tässä määrittelemme aggregaatiotilan käsitteen ja tarkastelemme esimerkkejä tällaisista kappaleista. Ja katsotaanpa, mitä kutsutaan prosesseja, joissa aineet siirtyvät yhdestä aggregaatiotilasta toiseen, ja mitä ne ovat. Pysähdytään yksityiskohtaisemmin kiinteiden aineiden sulamis- ja kiteytysprosesseihin ja laaditaan lämpötilakäyrä sellaisista prosesseista.

Aihe: Aineen aggregoidut tilat

Oppitunti: Kidekappaleiden sulaminen ja jähmettyminen. Sulamis- ja jähmettymisaikataulu

Amorfiset ruumiit- kappaleet, joissa atomit ja molekyylit ovat tietyllä tavalla järjestyksessä vain tarkasteltavan alueen lähellä. Tällaista hiukkasten järjestelyä kutsutaan lyhyen kantaman järjestykseksi.

Nesteet- aineet, joilla ei ole järjestettyä hiukkasjärjestelyn rakennetta, nesteiden molekyylit liikkuvat vapaammin ja molekyylien väliset voimat ovat heikompia kuin kiinteissä aineissa. Tärkein ominaisuus: ne säilyttävät tilavuuden, muuttavat helposti muotoaan ja ottavat juoksevuusominaisuuksiensa ansiosta sen astian muodon, jossa ne sijaitsevat (kuva 3).

Riisi. 3. Neste saa pullon muodon ()

Kaasut- aineet, joiden molekyylit ovat heikosti vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja liikkuvat kaoottisesti, usein törmääen toisiinsa. Tärkein ominaisuus: ne eivät säilytä tilavuutta ja muotoa ja vievät koko aluksen tilavuuden, jossa ne sijaitsevat.

On tärkeää tietää ja ymmärtää, kuinka siirtymät aineen tilojen välillä tapahtuvat. Kuvassa 4 on kaavio tällaisista siirtymistä.

1 - sulaminen;

2 - kovettuminen (kiteytys);

3 - höyrystyminen: haihdutus tai kiehuminen;

4 - kondensaatio;

5 - sublimaatio (sublimaatio) - siirtyminen kiinteästä tilasta kaasumaiseen tilaan ohittaen nesteen;

6 - desublimaatio - siirtyminen kaasumaisesta tilasta kiinteään tilaan ohittaen nestemäisen tilan.

Tämän päivän oppitunnilla kiinnitämme huomiota prosesseihin, kuten kidekappaleiden sulamiseen ja kiinteytymiseen. On kätevää aloittaa tällaisten prosessien tarkastelu esimerkkinä tavallisimmasta jään sulamisesta ja kiteytymisestä luonnossa.

Jos laitat jäätä pulloon ja aloitat sen lämmittämisen polttimella (kuva 5), ​​huomaat, että sen lämpötila alkaa nousta, kunnes se saavuttaa sulamislämpötilan (0 o C), jolloin sulamisprosessi alkaa, mutta samaan aikaan jään lämpötila ei nouse, ja vasta sen jälkeen, kun koko jään sulatusprosessi on valmis, tuloksena olevan veden lämpötila alkaa nousta.

Riisi. 5. Jään sulaminen.

Määritelmä.Sulaminen- siirtymäprosessi kiinteästä nesteeksi. Tämä prosessi tapahtuu vakiolämpötilassa.

Lämpötilaa, jossa aine sulaa, kutsutaan sulamispisteeksi ja se on monien kiinteiden aineiden mitattu arvo ja siksi taulukkoarvo. Esimerkiksi jään sulamispiste on 0 o C ja kullan 1100 o C.

Käänteinen prosessi sulatukselle - kiteytysprosessi - on myös kätevää tarkastella esimerkkiä veden jäädyttämisestä ja sen muuttamisesta jääksi. Jos otat koeputken vedellä ja alat jäähdyttää sitä, havaitset ensin veden lämpötilan laskun, kunnes se saavuttaa 0 o C, minkä jälkeen se jäätyy vakiolämpötilassa (kuva 6) ja täydellisen jäätymisen jälkeen. , muodostuneen jään jäähdytys edelleen.

Riisi. 6. Veden jäätyminen.

Jos kuvattuja prosesseja tarkastellaan kehon sisäisen energian näkökulmasta, niin sulamisen aikana kaikki kehon vastaanottama energia kuluu kidehilan tuhoamiseen ja molekyylien välisten sidosten heikentämiseen, joten energiaa ei kuluteta lämpötilan muuttamiseen. , vaan aineen rakenteen ja sen hiukkasten vuorovaikutuksen muuttamisesta. Kiteytysprosessin aikana energianvaihto tapahtuu päinvastaiseen suuntaan: keho luovuttaa lämpöä ympäristölle ja sen sisäinen energia vähenee, mikä johtaa hiukkasten liikkuvuuden vähenemiseen, niiden välisen vuorovaikutuksen lisääntymiseen ja kiinteytymiseen. Vartalo.

On hyödyllistä pystyä kuvaamaan graafisesti aineen sulamis- ja kiteytymisprosessit graafisesti (kuva 7).

Kuvaajan akselit ovat: abskissa-akseli on aika, ordinaatta-akseli on aineen lämpötila. Tutkittavana aineena otamme negatiivisen lämpötilan jäätä, eli jäätä, joka lämmön saatuaan ei heti ala sulaa, vaan kuumenee sulamislämpötilaan. Kuvataan kaavion alueet, jotka edustavat yksittäisiä lämpöprosesseja:

Alkutila - a: jään kuumennus sulamispisteeseen 0 o C;

a - b: sulatusprosessi vakiolämpötilassa 0 o C;

b - piste, jolla on tietty lämpötila: jäästä muodostuneen veden lämmitys tiettyyn lämpötilaan;

Piste, jolla on tietty lämpötila - c: veden jäähtyminen 0 o C:n jäätymispisteeseen;

c - d: prosessi, jossa vesi jäädytetään vakiolämpötilassa 0 o C;

d - lopputila: jään jäähtyminen tiettyyn negatiiviseen lämpötilaan.

Tänään tarkastelimme aineen eri tiloja ja kiinnitimme huomiota prosesseihin, kuten sulamiseen ja kiteytymiseen. Seuraavalla oppitunnilla keskustelemme aineiden sulamis- ja jähmettymisprosessin pääpiirteestä - sulamislämpötilasta.

1. Gendenshtein L. E., Kaidalov A. B., Kozhevnikov V. B. /Toim. Orlova V. A., Roizena I. I. Fysiikka 8. - M.: Mnemosyne.

2. Peryshkin A.V. Fysiikka 8. - M.: Bustard, 2010.

3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Fysiikka 8. - M.: Koulutus.

1. Sanakirjat ja tietosanakirjat akateemikosta ().

2. Luentokurssi "Molekyylifysiikka ja termodynamiikka" ().

3. Tverin alueen aluekokoelma ().

1. Sivu 31: kysymykset nro 1-4; sivu 32: kysymykset nro 1-3; sivu 33: harjoitukset nro 1-5; sivu 34: kysymykset nro 1-3. Peryshkin A.V. Fysiikka 8. - M.: Bustard, 2010.

2. Jääpala kelluu vesipannussa. Missä olosuhteissa se ei sula?

3. Sulamisen aikana kiteisen kappaleen lämpötila pysyy muuttumattomana. Mitä tapahtuu kehon sisäiselle energialle?

4. Kokeneet puutarhurit kastelevat oksat runsaasti illalla kevään yöpakkasten sattuessa hedelmäpuiden kukinnan aikana. Miksi tämä vähentää merkittävästi riskiä tulevien satojen menettämisestä?

Kun lämpötila laskee, aine voi muuttua nestemäisestä kiinteäksi.

Tätä prosessia kutsutaan kiinteytykseksi tai kiteytymiseksi.
Kun aine jähmettyy, vapautuu sama määrä lämpöä, joka imeytyy sulaessaan.

Laskentakaavat lämmön määrälle sulamisen ja kiteytymisen aikana ovat samat.

Jos paine ei muutu, saman aineen sulamis- ja jähmettymislämpötilat ovat samat.
Aineen lämpötila ei muutu koko kiteytymisprosessin ajan ja se voi olla samanaikaisesti sekä nestemäisessä että kiinteässä tilassa.

KATSO KIRJAHYLLYÄ

Mielenkiintoista kiteytymisestä

Värillinen jää?

Jos lisäät hieman maalia tai teelehtiä muovilasiin vettä, sekoitat ja värillisen liuoksen saatuasi kääri lasin päälle ja altistat sen pakkaselle, niin pohjalta alkaa muodostua jääkerros. pinta. Älä kuitenkaan odota saavasi värikästä jäätä!

Siellä missä vesi alkoi jäätyä, muodostuu täysin läpinäkyvä jääkerros. Sen yläosa on värillinen ja jopa vahvempi kuin alkuperäinen ratkaisu. Jos maalin pitoisuus oli erittäin korkea, jään pinnalle voi jäädä sen liuoksen lätäkkö.
Tosiasia on, että maali- ja suolaliuoksiin muodostuu läpinäkyvää tuorejäätä, koska... kasvavat kiteet syrjäyttävät kaikki vieraat atomit ja epäpuhtausmolekyylit yrittäen rakentaa ihanteellisen hilan mahdollisimman pitkään. Vasta kun epäpuhtaudet eivät pääse mihinkään, jää alkaa sisällyttää niitä rakenteeseensa tai jättää ne kapseleiksi tiivistetyn nesteen kanssa. Siksi merijää on tuoretta, ja likaisimmatkin lätäköt peittyvät läpinäkyvällä ja puhtaalla jäällä.

Missä lämpötilassa vesi jäätyy?

Onko aina nolla astetta?
Mutta jos kaadat keitettyä vettä ehdottoman puhtaaseen ja kuivaan lasiin ja laitat sen ikkunan ulkopuolelle kylmään miinus 2-5 asteen lämpötilaan peittäen puhtaalla lasilla ja suojaten suoralta auringonvalolta, niin muutaman tunnin kuluttua lasin sisältö jäähtyy alle nollan, mutta pysyy nestemäisenä.
Jos avaat sitten lasin ja heität veteen palan jäätä tai lunta tai jopa vain pölyä, vesi jäätyy kirjaimellisesti silmiesi edessä ja itää pitkiä kiteitä koko tilavuuden läpi.

Miksi?
Nesteen muuttuminen kiteeksi tapahtuu ensisijaisesti epäpuhtauksien ja epähomogeenisuuksien vuoksi - pölyhiukkasten, ilmakuplien, astian seinien epäsäännöllisyyksien vuoksi. Puhtaalla vedellä ei ole kiteytyskeskuksia, ja se voi jäähtyä nestemäisenä. Tällä tavalla oli mahdollista nostaa veden lämpötila miinus 70°C:een.

Miten tämä tapahtuu luonnossa?

Myöhään syksyllä erittäin puhtaat joet ja purot alkavat jäätyä pohjasta. Puhtaan vesikerroksen läpi näkyy selvästi, että pohjan levät ja ajopuu ovat kasvaneet löysällä jääkerroksella. Jossain vaiheessa tämä pohjajää kelluu ylös, ja veden pinta sitoo välittömästi jääkuoren.

Veden ylempien kerrosten lämpötila on matalampi kuin syvissä ja jäätyminen näyttää alkavan pinnasta. Puhdas vesi jäätyy kuitenkin vastahakoisesti, ja jää muodostuu ensisijaisesti sinne, missä on lietesuspensiota ja kova pinta - lähellä pohjaa.

Vesiputousten ja patovesien alavirtaan ilmaantuu usein sienimäinen sisämaan jäämassa, joka kasvaa vaahtoavassa vedessä. Pintaan noussut se tukkii toisinaan koko joenuoman muodostaen niin sanottuja tukkeja, jotka voivat jopa patoa joen.

Miksi jää on vettä kevyempää?

Jään sisällä on monia ilmalla täytettyjä huokosia ja tiloja, mutta tämä ei voi selittää sitä tosiasiaa, että jää on vettä kevyempää. Jäätä ja ilman mikroskooppisia huokosia
sen tiheys on silti pienempi kuin veden. Kyse on jään sisäisen rakenteen erityispiirteistä. Jääkiteessä vesimolekyylit sijaitsevat kidehilan solmukohdissa siten, että jokaisella on neljä "naapuria".

Vedellä sen sijaan ei ole kiderakennetta, ja nesteen molekyylit sijaitsevat lähempänä toisiaan kuin kiteessä, ts. vesi on tiheämpää kuin jää.
Aluksi jään sulaessa vapautuneet molekyylit säilyttävät edelleen kidehilan rakenteen ja veden tiheys pysyy alhaisena, mutta vähitellen kidehila tuhoutuu ja veden tiheys kasvaa.
+4°C:n lämpötilassa veden tiheys saavuttaa maksiminsa ja alkaa sitten laskea lämpötilan noustessa molekyylien lämpöliikkeen nopeuden lisääntymisen vuoksi.

Miten lätäkkö jäätyy?

Jäähtyessään ylemmät vesikerrokset tihenevät ja vajoavat alas. Heidän paikkansa ottaa tiheämpi vesi. Sekoitus tapahtuu, kunnes veden lämpötila laskee +4 celsiusasteeseen. Tässä lämpötilassa veden tiheys on suurin.
Lämpötilan laskeessa edelleen ylemmät vesikerrokset voivat puristua enemmän, ja vähitellen jäähtyessään 0 asteeseen vesi alkaa jäätyä.

Syksyllä ilman lämpötila yöllä ja päivällä on hyvin erilainen, joten jää jäätyy kerroksittain.
Jään pohjapinta jäätyessä lätäkössä on hyvin samanlainen kuin puunrungon poikkileikkaus:
samankeskiset renkaat ovat näkyvissä. Jäärenkaiden leveyden perusteella voidaan arvioida säätä. Yleensä lätäkkö alkaa jäätyä reunoista, koska... siellä on vähemmän syvyyttä. Tuloksena olevien renkaiden pinta-ala pienenee, kun ne lähestyvät keskustaa.

MIELENKIINTOISTA

Että vesi jäätyy usein rakennusten maanalaisen osan putkissa ei pakkasessa, vaan sulassa!
Tämä johtuu maaperän huonosta lämmönjohtavuudesta. Lämpö kulkee maan läpi niin hitaasti, että maaperän vähimmäislämpötila saavutetaan myöhemmin kuin maan pinnalla. Mitä syvemmälle, sitä suurempi viive. Usein pakkasten aikana maaperä ei ehdi jäähtyä, ja routa pääsee maan alle vasta, kun maassa tapahtuu sulaa.

Että kun vesi jäätyy suljetussa pullossa, se rikkoo sen. Mitä tapahtuu lasille, jos jäädytät siihen vettä? Kun vesi jäätyy, se ei laajene vain ylöspäin, vaan myös sivuille, ja lasi kutistuu. Tämä johtaa silti lasin tuhoutumiseen!

TIESITKÖ

On tunnettu tapaus, jossa pakastimessa hyvin jäähdytetyn Narzan-pullon sisältö, joka oli avattu kuumana kesäpäivänä, muuttui hetkessä jääpalaksi.

Metalli "valurauta" käyttäytyy mielenkiintoisesti, joka laajenee kiteytymisen aikana. Tämän ansiosta sitä voidaan käyttää materiaalina ohuiden pitsiristikkojen ja pienten pöytäveistosten taiteelliseen valamiseen. Loppujen lopuksi valurauta kovettuessaan, laajeneessaan täyttää kaiken, jopa muotin ohuimmat yksityiskohdat.

Talvella Kubanissa he valmistavat vahvoja juomia - "vymorozki". Tätä varten viini altistetaan pakkaselle. Vesi jäätyy ensin, jolloin jäljelle jää väkevä alkoholiliuos. Se tyhjennetään ja toimenpidettä toistetaan, kunnes haluttu vahvuus saavutetaan. Mitä korkeampi alkoholipitoisuus, sitä matalampi jäätymispiste.

Suurin ihmisten havaitsema rakekivi satoi Kansasissa Yhdysvalloissa. Sen paino oli lähes 700 grammaa.

Kaasumaisessa tilassa oleva happi miinus 183 asteen C lämpötilassa muuttuu nesteeksi ja miinus 218,6 asteen lämpötilassa kiinteää happea saadaan nesteestä

Ennen vanhaan ihmiset käyttivät jäätä ruoan säilyttämiseen. Carl von Linde loi ensimmäisen kotijääkaapin, jonka voimanlähteenä oli höyrykone, joka pumppaa freonikaasua putkien läpi. Jääkaapin takana putkissa oleva kaasu tiivistyi ja muuttui nesteeksi. Jääkaapin sisällä nestemäinen freoni haihtui ja sen lämpötila laski jyrkästi jäähdyttäen jääkaappiosastoa. Vasta vuonna 1923 ruotsalaiset keksijät Balzen von Platen ja Karl Muntens loivat ensimmäisen sähköjääkaapin, jossa freoni muuttuu nesteestä kaasuksi ja ottaa lämpöä jääkaapin ilmasta.

TÄMÄ ON KYLLÄ

Useat palavaan bensiiniin heitetyistä kuivajääpaloista sammuttavat palon.
On jäätä, joka polttaisi sormesi, jos voisit koskettaa sitä. Sitä saadaan erittäin korkeassa paineessa, jossa vesi muuttuu kiinteäksi olomuodoksi reilusti yli 0 celsiusasteen lämpötilassa.

Nesteiden ja kaasujen keskinäisiin muunnoksiin kiinnitettiin paljon huomiota. Harkitse nyt kiinteiden aineiden muuttumista nesteiksi ja nesteiden muuttumista kiinteiksi aineiksi.

Kiteisten kappaleiden sulaminen

Sulaminen on aineen muuttumista kiinteästä aineesta nesteeksi.

Kiteisten ja amorfisten kiinteiden aineiden sulamisen välillä on merkittävä ero. Jotta kiteinen kappale alkaa sulaa, se on lämmitettävä kullekin aineelle melko spesifiseen lämpötilaan, jota kutsutaan sulamispisteeksi.

Esimerkiksi normaalissa ilmanpaineessa jään sulamispiste on 0 °C, naftaleenin - 80 °C, kuparin - 1083 °C, volframin - 3380 °C.

Jotta kappale sulaisi, ei riitä sen lämmittäminen sulamislämpötilaan; on tarpeen jatkaa lämmön toimittamista sille, ts. lisätä sen sisäistä energiaa. Sulamisen aikana kiteisen kappaleen lämpötila ei muutu.

Jos kappaleen kuumennusta jatketaan sulamisen jälkeen, sen sulan lämpötila nousee. Tätä voidaan havainnollistaa kaaviolla kehon lämpötilan riippuvuudesta sen kuumenemisajasta (kuva 8.27). Juoni AB vastaa kiinteän vaakasuoran osan lämmitystä Aurinko- sulamisprosessi ja alue CD - sulatteen lämmitys. Kuvaajan osien kaarevuus ja kaltevuus AB Ja CD riippuvat prosessiolosuhteista (lämmitettävän kappaleen massa, lämmittimen teho jne.).

Kiteisen kappaleen siirtyminen kiinteästä tilasta nestemäiseen tilaan tapahtuu äkillisesti, äkillisesti - joko nesteenä tai kiinteänä.

Amorfisten kappaleiden sulaminen

Amorfiset ruumiit eivät toimi ollenkaan näin. Kuumennettaessa ne pehmenevät vähitellen lämpötilan noustessa ja muuttuvat lopulta nestemäisiksi ja pysyvät homogeenisina koko kuumennusajan. Ei ole olemassa erityistä lämpötilaa siirtymiselle kiinteästä nesteeksi. Kuva 8.28 esittää kaavion lämpötilasta ajan funktiona amorfisen kappaleen siirtyessä kiinteästä nesteeksi.

Kiteisten ja amorfisten kappaleiden jähmettyminen

Aineen siirtymistä nesteestä kiinteään tilaan kutsutaan kiinteytykseksi tai kiteytymiseksi(kiteisille kappaleille).

Kiteisten ja amorfisten kappaleiden jähmettymisessä on myös merkittävä ero. Kun sula kiteinen kappale (sula) jäähdytetään, se pysyy edelleen nestemäisessä tilassa, kunnes sen lämpötila laskee tiettyyn arvoon. Tässä lämpötilassa, jota kutsutaan kiteytyslämpötilaksi, keho alkaa kiteytyä. Kiteisen kappaleen lämpötila ei muutu jähmettymisen aikana. Lukuisat havainnot ovat osoittaneet sen Kiteiset kappaleet sulavat ja jähmettyvät samassa kullekin aineelle määritetyssä lämpötilassa. Kehon edelleen jäähtyessä, kun koko sulate on jähmettynyt, kehon lämpötila laskee jälleen. Tätä havainnollistaa kaavio kehon lämpötilan riippuvuudesta sen jäähtymisajasta (kuva 8.29). Juoni A 1 SISÄÄN 1 vastaa nestejäähdytystä, vaakasuora leikkaus SISÄÄN 1 KANSSA 1 - kiteytysprosessi ja alue C 1 D 1 - kiteytymisestä johtuvan kiinteän aineen jäähdytys.

Myös aineet muuttuvat nestemäisestä kiinteäksi kiteytymisen aikana äkillisesti ilman välitiloja.

Amorfisen kappaleen, kuten hartsin, kovettuminen tapahtuu vähitellen ja tasaisesti kaikissa sen osissa; hartsi pysyy homogeenisena, eli amorfisten kappaleiden kovettuminen on vain niiden asteittaista paksuuntumista. Ei ole olemassa erityistä kovettumislämpötilaa. Kuvassa 8.30 on käyrä kovettuvan hartsin lämpötilasta ajan funktiona.

Täten, amorfisilla aineilla ei ole tiettyä lämpötilaa, sulamista ja kiinteytymistä.