Kristallizzazzjoni u tidwib iskeda ta 'bidliet fl-istat aggregat tas-sustanza

Dan l-artikolu jispjega x'inhi l-kristallizzazzjoni u tidwib. Fl-eżempju ta 'stati differenti ta' aggregazzjoni ta 'ilma huwa spjegat, kemm ħafna sħana huwa meħtieġ għall-iffriżar u tidwib u għaliex dawn il-valuri huma differenti. Dan juri d-differenza bejn il-poli u Kristalli singoli, kif ukoll il-kumplessità tal-manifattura tal-aħħar.

Timxi għal stat aggregat ieħor

Persuna ordinarja jaħseb dwar dan rari iżda l-ħajja fuq il-livell li fih jeżisti issa, kien ikun impossibbli mingħajr xjenza. X'inhu dan? A kwistjoni diffiċli, minħabba li ħafna mill-proċessi li jseħħu fl-interface ta 'diversi dixxiplini. Fenomeni li għalihom jindikaw il-qasam tax-xjenza huwa diffiċli, huwa l-kristallizzazzjoni u tidwib. Jidher, ukoll, dak li huwa diffiċli: kien hemm ilma - sar silġ, kien ballun tal-metall - saret ġabra ta 'metall likwidu. Madankollu, il-mekkaniżmi eżatti ta 'tranżizzjoni minn wieħed istat ta' aggregazzjoni għall-nieqsa ieħor. Fiżika jitilgħu fil-fond fil-ġungla, iżda li wieħed ibassar eżattament f'liema punt se tibda tidwib u l-kristallizzazzjoni tal-korpi għadhom ma ġewx miksuba.

Dak li nafu

Xi ħaġa li l-umanità xorta jaf. Il-punt tat-tidwib u l-kristallizzazzjoni pjuttost faċilment ddeterminat b'mod empiriku. Imma kollox ma jkunx hekk sempliċi. Kulhadd jaf li l-ilma idub u tiffriża għal żero gradi Celsius. Madankollu, l-ilma huwa normalment mhux biss tibni teoretiku, ammont speċifiku. Tinsiex li l-proċess tat-tidwib u l-kristallizzazzjoni m'huwiex istantanja. Silġ kubu jibda biex jiddewweb qabel eżattament jilħaq żero gradi, l-ilma fl-ewwel tazza biż-żennuna huwa kopert bil-kristalli tas-silġ f'temperatura li taqbeż kemm kemm il-marka fuq l-iskala.

Iżolament u l-assorbiment ta 'sħana matul it-tranżizzjoni għal stat differenti ta' aggregazzjoni

Kristallizzazzjoni u tidwib solidi akkumpanjati minn ċerti effetti termiċi. Fl-istat likwidu-molekula (jew xi kultant atomi) huma interkonnessi ma jkunx stretta ħafna. Preċiżament minħabba dan, huma għandhom l-abbiltà li "fluss." Meta l-korp jibda jitlef sħana, atomi u molekoli jibdew jgħaqqduhom fl-istruttura aktar konvenjenti. Għalhekk, kristallizzazzjoni iseħħ. Spiss jiddependi fuq il-kondizzjonijiet esterni, huwa miksub mill-istess grafita tal-karbonju, djamant, jew fullerene. Allura mhux biss temperatura iżda wkoll l-influwenza pressjoni fuq il-mod se tipproċedi kristallizzazzjoni u tidwib. Madankollu, sabiex teqred l-istruttura tal-kristall tal-konnessjoni riġida, hija tieħu ftit aktar enerġija, u għalhekk l-ammont ta 'sħana minn dak li jinħolqu minnhom. Għalhekk, il-materjal se friża aktar mgħaġġla minn jiddewweb proċessi taħt l-istess kundizzjonijiet. Dan il-fenomenu jissejjaħ sħana latenti, u tirrifletti d-differenza deskritta hawn fuq. Ifakkar li s-sħana latenti mhux relatat mal-sħana u bħala tali tirrifletti l-ammont ta 'sħana meħtieġ biex jiddewweb u l-kristallizzazzjoni seħħet.

Bidla fil-volum meta jaqilbu għal stat aggregat ieħor

Kif diġà ssemma, l-għadd u l-kwalità ta 'links fl-istati likwidi u solidi huma differenti. Għall-istat likwidu jeħtieġ aktar enerġija, għalhekk, atomi jħaffu aktar kontinwament jaqbeż minn post għall-ieħor u li joħloq konnessjoni temporanju. Peress li l- wisa 'tal-oxxillazzjonijiet tal-partiċelli akbar, u l-likwidu għandu volum akbar. Billi fil-konnessjoni stretta solidu, kull atomu vibrates dwar pożizzjoni ta 'ekwilibriju, ma jkunx jista' jħalli l-pożizzjoni tiegħu. Din l-istruttura jieħu inqas spazju. Sabiex il-tidwib u l-kristallizzazzjoni ta 'sustanzi akkumpanjata minn bidla fil-volum.

Proprjetajiet tidwib u l-ilma kristallizzazzjoni

Dan il-likwidu komuni u importanti għall-pjaneta tagħna, bħala ilma ma jista 'każwali għandhom rwol kbir fil-ħajja ta' ħlejjaq kważi kollha ħajjin. Deskritt hawn fuq huwa d-differenza bejn l- ammont ta 'sħana meħtieġ għall kristallizzazzjoni u tidwib seħħew, kif ukoll il-bidla fil-volum meta jinbidlu l-istat ta' aggregazzjoni. Xi eċċezzjonijiet għal kemm regoli hija l-ilma. Idroġenu molekuli differenti fi stat likwidu anki konnessi fil-qosor, li jiffurmaw dgħajfa, iżda għadu mhux żero bond idroġenu. Dan jispjega l-kapaċità tas-sħana kbir ħafna ta 'dan il-fluwidu universali. Għandu jiġi nnutat li l-fluss tal-ilma, dawn il-komunikazzjonijiet ma jfixklux. Iżda r-rwol tagħhom matul l-iffriżar (fi kliem ieħor, kristallizzazzjoni) sa l-aħħar tibqa 'mhux ċara. Madankollu, wieħed għandu jammetti li l-silġ ta 'l-istess massa tokkupa volum aktar minn ilma likwidu. Dan il-fatt huwa jikkawża ħafna ħsara għan-netwerks ta 'utilità, u tagħti ħafna problemi li jservu nies tagħhom.

Mhux biss darba jew darbtejn fil-aħbarijiet flashed messaġġi bħal dawn. Fix-xitwa, il-kamra tal-bojler ta raħal remot kien hemm inċident. Minħabba snowstorms, silġ u ġlata tqal ma kellhomx żmien biex issuq fjuwil. Ilma fornut lill-tisħin u viti, batterija, itwal sħun. Jekk ma jkunx żmien biex ibattal, li jħallu s-sistema għall-inqas parzjalment vojta, u huwa aħjar biex jinxef, jibda biex jiksbu temperatura ambjentali. Iktar iva milli le, sfortunatament, f'dan iż-żmien hemm ġlata tqal. U l-silġ dmugħ pajpijiet, li jħallu nies bl-ebda ċans għal ħajja komda fix-xhur li ġejjin. Imbagħad, naturalment, jeliminaw l-inċident, Sitwazzjonijiet ta 'Emerġenza Valiant Ministeru wara ħarba min-Blizzard biex tikseb bbumbardjati minn ħelikopter ta' tunnellata ftit tal-faħam coveted u plumbing foqra fit-tubi ħarxa tat-tibdil arloġġ kiesaħ.

Borra u snowflakes

Imagining is-silġ, aħna spiss jaħsbu ta 'l-kubi kiesaħ fil tazza ta' meraq jew l-firxiet kbira ta 'l-Antartiku ffriżat. Snow huwa pperċepit minn nies bħala fenomenu speċjali, li jidher li m'għandux x'jaqsam mal-ilma. Imma fil-fatt huwa l-istess silġ, biss iffriżati f'ordni partikolari, li jiddetermina l-forma. Huma jgħidu li żewġ snowflakes identiċi fid-dinja kollha ma teżistix. A xjentist mill-Istati Uniti ħa l-kwistjoni serjament u jkun stabbilixxa l-kondizzjonijiet għall-kisba dawn beauties hex mixtieqa forma. -laboratorju tiegħu jista 'jipprovdi anki Blizzard tad-dehra snowflakes mħallsa mill-klijent. Inċidentalment, silġ, borra u simili, huwa riżultat kurjużi ħafna tal-proċess kristallizzazzjoni - mill-fwar u mhux ilma. Konverżjoni mill-ġdid tal-ġisem solidu f'daqqa fl-unità gass tissejjaħ sublimazzjoni.

Kristalli singoli u polikristallini

Kulħadd għandu jidher l-mudelli silġ fix-xitwa fuq il-ħġieġ fil-bus. Huma ffurmati minħabba t-temperatura ġewwa l-vettura tkun fuq iż-żero Celsius. U minbarra, ħafna nies nifs flimkien ma 'l-arja mill-pari pulmun, jipprovdu umdità akbar. Iżda l-ħġieġ (spiss sottili Uniku) huwa f'temperatura ambjentali, li hija negattiva. fwar tal-ilma, li jmissu malajr ħafna jitlef sħana u dawriet fi stat solidu. Wieħed kristall bsaten għall-ieħor, kull tal-formola li ġejja hija kemmxejn differenti minn ta 'qabilha, u malajr jikbru mudelli asimmetriku sbieħ. Dan huwa eżempju ta 'polikristallini. "Poly" - mill-Latin "lott". F'dan il-każ, xi wħud microparts kkombinati f'unità waħda. Kull prodott tal-metall - spiss wisq polikristallini. U hawn huwa l-forma perfetta ta 'priżma kwarz naturali - huwa monokristallin. Fl-istruttura tagħha, l-ebda wieħed issib imperfezzjonijiet u nuqqasijiet, filwaqt li fil-volumi polikristallini f'biċċiet direzzjonijiet huma rranġati saltwarjament u ma qablitx ma 'xulxin.

Smartphone u trombi

Iżda fit-teknoloġija moderna spiss teħtieġ Kristalli singoli kompletament pur. Per eżempju, kważi kull smartphone fih fl-element fond memorja silikon tagħha. Nru atomu fil kollha ta 'dan il-volum ma għandhomx jitneħħew mill-post ideali. Kulħadd għandu jieħu postha. Inkella, minflok ta 'ritratti int se tingħata l-ħsejjes produzzjoni, u, fuq kollox, diżgustanti.

Trombi, tagħmir ta 'viżjoni bil-lejl bżonn ukoll suffiċjenti Kristalli singoli bl-ingrossa li jbiddlu radjazzjoni infra-ħamra fis-dawl viżibbli. Metodi għall-għadd dejjem jikber tagħhom, iżda kull teħtieġ kalkoli speċjalment bir-reqqa u preċiża. Kif miksuba Kristalli singoli, xjentisti nifhmu minn dijagrammi fażi, jiġifieri tħares lejn graff ta 'tidwib u l-kristallizzazzjoni tal-prodott. Oħloq istampa hija diffiċli, għalhekk, materjali xjentisti huwa speċjalment apprezzat minn xjentisti li ddeċidew li ssib id-dettalji kollha dwar l-iskeda.