การตกผลึกและการละลายตารางเวลาของการเปลี่ยนแปลงในรัฐรวมของสาร

บทความนี้จะอธิบายว่าการตกผลึกและการละลาย ในตัวอย่างของรัฐที่แตกต่างกันของการรวมตัวของน้ำจะมีการอธิบายวิธีความร้อนมากเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแช่แข็งและละลายและทำไมค่าเหล่านี้จะแตกต่างกัน มันแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างผลึก poly- เดียวเช่นเดียวกับความซับซ้อนของการผลิตของหลังที่

การย้ายไปยังอีกรัฐรวม

คนธรรมดาคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้หายาก แต่ชีวิตในระดับที่มันมีอยู่ในขณะนี้จะเป็นไปไม่ได้โดยไม่ต้องวิทยาศาสตร์ มันคืออะไร? เป็นคำถามที่ยากเพราะหลายกระบวนการที่เกิดขึ้นที่เชื่อมต่อหลายสาขาวิชา ปรากฏการณ์ที่ระบุพื้นที่ของวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่ยากคือการตกผลึกและการละลาย มันจะดูเหมือนดีสิ่งที่เป็นเรื่องยากที่: ที่นั่นมีน้ำ - ได้กลายเป็นน้ำแข็งเป็นลูกโลหะ - ได้กลายเป็นสระว่ายน้ำของ โลหะเหลว แต่กลไกที่แน่นอนของการเปลี่ยนแปลงจาก สถานะของการรวมตัว ไปยังอีกที่ขาดหายไป ฟิสิกส์ปีนขึ้นไปอยู่ลึกเข้าไปในป่า แต่ที่จะคาดการณ์ว่าในสิ่งที่จุดจะเริ่มละลายและการตกผลึกของร่างกายยังไม่ได้รับ

สิ่งที่เรารู้

สิ่งที่มนุษย์ยังคงรู้ จุดหลอมเหลว และการตกผลึกกำหนดค่อนข้างง่ายสังเกตุ แต่ทุกอย่างไม่ง่ายดังนั้น ทุกคนรู้ว่าน้ำที่ละลายและ freezes ที่ศูนย์ องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตามน้ำมักจะไม่ได้เป็นเพียงการสร้างทฤษฎีเป็นจำนวนเฉพาะ อย่าลืมว่าการละลายและการตกผลึกกระบวนการไม่ทันที ก้อนน้ำแข็งเริ่มละลายเร็วกว่าตรงถึงศูนย์องศาน้ำในบีกเกอร์คนแรกที่ถูกปกคลุมไปด้วยเกล็ดน้ำแข็งที่อุณหภูมิที่สูงกว่าเล็กน้อยเครื่องหมายโยที่

การแยกและการดูดซึมของความร้อนในช่วงการเปลี่ยนแปลงไปยังรัฐที่แตกต่างกันของการรวม

การตกผลึกและการละลายของแข็งมาพร้อมกับผลกระทบความร้อนบางอย่าง ในสถานะของเหลวโมเลกุล (หรือบางครั้งอะตอม) จะถูกเชื่อมต่อไม่แน่นมาก ได้อย่างแม่นยำด้วยเหตุนี้พวกเขามีความสามารถในการ "ไหล". เมื่อร่างกายเริ่มที่จะสูญเสียความร้อนอะตอมและโมเลกุลเริ่มต้นในการรวมตัวกันของพวกเขาในโครงสร้างที่สะดวกที่สุด ดังนั้นการตกผลึกเกิดขึ้น มักจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขภายนอกที่ได้รับมาจากที่เดียวกันคาร์บอนแกรไฟต์เพชรหรือ fullerene ดังนั้นไม่เพียง แต่อุณหภูมิ แต่ยังมีอิทธิพลต่อความดันในวิธีการที่จะดำเนินการตกผลึกและการละลาย แต่เพื่อที่จะทำลายโครงสร้างผลึกของการเชื่อมต่อแข็งก็ต้องใช้พลังงานมากขึ้นอีกนิดและด้วยเหตุนี้ปริมาณความร้อนไปกว่านั้นการสร้างพวกเขา ดังนั้นวัสดุที่จะหยุดเร็วกว่ากระบวนการละลายภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าความร้อนแฝงและสะท้อนให้เห็นถึงความแตกต่างที่อธิบายข้างต้น จำได้ว่าความร้อนแฝงไม่เกี่ยวข้องกับความร้อนและเป็นเช่นนี้สะท้อนให้เห็นถึงปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการละลายและการตกผลึกเกิดขึ้น

การเปลี่ยนแปลงในปริมาณที่เมื่อมีการสลับไปยังอีกรัฐรวม

ดังกล่าวแล้วจำนวนและคุณภาพของการเชื่อมโยงในรัฐของเหลวและของแข็งที่แตกต่างกัน สำหรับสถานะของเหลวต้องใช้พลังงานมากขึ้นดังนั้นอะตอมย้ายได้เร็วขึ้นอย่างต่อเนื่องกระโดดจากที่หนึ่งไปยังอีกและสร้างการเชื่อมต่อชั่วคราว เนื่องจาก ความกว้างของการสั่น ของอนุภาคที่มีขนาดใหญ่และมีสภาพคล่องมีปริมาณมากขึ้น ในขณะที่ในการเชื่อมต่อแน่นแข็งแต่ละอะตอมสั่นเกี่ยวกับตำแหน่งของสมดุลเขาไม่สามารถที่จะออกจากตำแหน่งของเขา โครงสร้างแบบนี้ใช้พื้นที่น้อย เพื่อให้การละลายและการตกผลึกของสารที่มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในปริมาณ

คุณสมบัติละลายน้ำและการตกผลึก

นี้ของเหลวที่พบบ่อยและสำคัญสำหรับโลกของเราเป็นน้ำอาจจะไม่ตั้งใจมีบทบาทสำคัญในชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่เกือบทุกชีวิต อธิบายไว้ข้างต้นคือความแตกต่างระหว่าง ปริมาณความร้อน ที่จำเป็นสำหรับการตกผลึกและการละลายที่เกิดขึ้นเช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงในระดับเสียงเมื่อมีการเปลี่ยนสถานะของการรวม ข้อยกเว้นบางกฎทั้งสองเป็นน้ำ ไฮโดรเจนโมเลกุลที่แตกต่างกันในสถานะของเหลวแม้ในเวลาสั้น ๆ ที่เชื่อมต่อไว้ที่อ่อนแอ แต่ก็ยังไม่เป็นศูนย์พันธะไฮโดรเจน นี้จะอธิบายถึงความจุความร้อนขนาดใหญ่มากของของเหลวสากลนี้ มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าการไหลของน้ำ, การสื่อสารเหล่านี้ไม่รบกวน แต่บทบาทของพวกเขาในระหว่างการแช่แข็ง (ในคำอื่นตกผลึก) ขึ้นไปที่ปลายยังไม่ชัดเจน แต่หนึ่งควรจะยอมรับว่าน้ำแข็งของมวลเดียวกันปริมาตรมากกว่าน้ำในสถานะของเหลว ความจริงเรื่องนี้เป็นสาเหตุของความเสียหายจำนวนมากไปยังเครือข่ายยูทิลิตี้และส่งมอบจำนวนมากที่มีปัญหาการให้บริการประชาชนของพวกเขา

ไม่ได้เป็นเพียงครั้งหรือสองครั้งในข่าวประกายข้อความดังกล่าว ในช่วงฤดูหนาว, ห้องหม้อไอน้ำของหมู่บ้านที่ห่างไกลมีการเกิดอุบัติเหตุ เพราะพายุหิมะและน้ำแข็งปกคลุมหนักไม่ได้มีเวลาที่จะขับรถน้ำมันเชื้อเพลิง น้ำจ่ายให้กับเครื่องทำความร้อนและก๊อกแบตเตอรี่ที่อบอุ่นอีกต่อไป ถ้ามันไม่ใช่เวลาที่จะระบายน้ำออกจากระบบอย่างน้อยบางส่วนที่ว่างเปล่าและมันจะดีกว่าที่จะแห้งก็เริ่มที่จะได้รับอุณหภูมิ บ่อยกว่าไม่น่าเสียดายที่ในขณะนี้มีน้ำค้างหนัก และน้ำแข็งฉีกท่อออกจากคนที่มีโอกาสเพื่อชีวิตที่สะดวกสบายในเดือนที่ผ่านมา แล้วแน่นอนขจัดอุบัติเหตุกล้าหาญกระทรวงสถานการณ์ฉุกเฉินฝ่าพายุหิมะจะได้รับการจู่โจมโดยเฮลิคอปเตอร์ตันไม่กี่ของถ่านหินโลภและประปายากจนในหลอดเปลี่ยนแปลงนาฬิกาเย็นที่รุนแรง

หิมะและเกล็ดหิมะ

จินตนาการน้ำแข็งที่เรามักจะคิดว่าก้อนหนาวเย็นในแก้วน้ำหรืออันกว้างใหญ่ของแช่แข็งแอนตาร์กติก หิมะเป็นที่รับรู้โดยคนที่เป็นปรากฏการณ์พิเศษซึ่งดูเหมือนว่าจะไม่เกี่ยวข้องกับน้ำ แต่ในความเป็นจริงมันเป็นน้ำแข็งเดียวกันเพียงแค่แช่แข็งในคำสั่งบางอย่างซึ่งกำหนดรูปร่าง พวกเขาบอกว่าสองเกล็ดหิมะเหมือนกันในโลกทั้งโลกไม่ได้อยู่ นักวิทยาศาสตร์จากประเทศสหรัฐอเมริกาหยิบเรื่องนี้อย่างจริงจังและได้กำหนดเงื่อนไขที่ได้รับงามเหล่านี้ Hex ที่ต้องการรูปร่าง ห้องปฏิบัติการของเขาสามารถให้แม้พายุหิมะของภาพเกล็ดหิมะที่จ่ายโดยลูกค้า อนึ่งลูกเห็บหิมะและชอบเป็นผลมาอยากรู้อยากเห็นมากของกระบวนการตกผลึก - จากไอน้ำและน้ำไม่ได้ reconversion ของร่างกายที่มั่นคงในครั้งเดียวในหน่วยก๊าซที่เรียกว่าการระเหิด

ผลึกเดี่ยวและคริสตัลไลน์

ทุกคนได้เห็นรูปแบบในช่วงฤดูหนาวน้ำแข็งบนกระจกในรถบัส พวกเขาจะเกิดขึ้นเพราะอุณหภูมิภายในรถอยู่เหนือศูนย์องศาเซลเซียส และนอกจากนี้ผู้คนจำนวนมากร่วมกับการหายใจอากาศจากคู่ปอดให้ความชื้นมากขึ้น แต่แก้ว (มักจะบอบบาง Single) ที่อุณหภูมิโดยรอบที่เป็นเชิงลบ ไอน้ำ สัมผัสมันได้อย่างรวดเร็วและสูญเสียความร้อนจะกลายเป็นรัฐที่มั่นคง หนึ่งคริสตัลแท่งไปยังอีกแต่ละรูปแบบต่อไปนี้จะแตกต่างกันเล็กน้อยจากก่อนหน้านี้หนึ่งและเติบโตอย่างรวดเร็วแบบไม่สมมาตรสวยงาม นี่คือตัวอย่างของ polycrystalline "โพลี" - จากภาษาละติน "มาก" ในกรณีนี้บางส่วนของ microparts รวมกันเป็นหน่วยเดียว ผลิตภัณฑ์ใด ๆ โลหะ - บ่อยเกินไป polycrystalline และนี่ก็เป็นรูปแบบที่สมบูรณ์แบบของปริซึมควอทซ์ธรรมชาติ - เป็นผลึกเดี่ยว ในโครงสร้างของมันไม่มีใครจะพบความไม่สมบูรณ์และช่องว่างในขณะที่ปริมาณการ polycrystalline ทิศทางชิ้นจะถูกจัดเรียงแบบสุ่มและไม่เห็นด้วยกับแต่ละอื่น ๆ

มาร์ทโฟนและกล้องส่องทางไกล

แต่ในเทคโนโลยีที่ทันสมัยมักจะต้องมีผลึกเดี่ยวบริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่นความจริงมาร์ทโฟนที่มีความลึกในองค์ประกอบของหน่วยความจำซิลิกอน ไม่มีอะตอมในทั้งหมดของหนังสือเล่มนี้ไม่ควรที่จะย้ายจากสถานที่ที่เหมาะ ทุกคนมีการใช้สถานที่ มิฉะนั้นแทนที่จะภาพถ่ายที่คุณจะได้รับเสียงที่ส่งออกและส่วนมากของทั้งหมดที่น่ารังเกียจ

กล้องส่องทางไกลคืนวิสัยทัศน์อุปกรณ์ยังต้องเพียงพอผลึกเดี่ยวกลุ่มที่แปลงรังสีอินฟราเรดเป็นแสงที่มองเห็น วิธีการสำหรับตัวเลขการเติบโตของพวกเขา แต่แต่ละคนต้องมีการคำนวณโดยเฉพาะอย่างยิ่งความระมัดระวังและถูกต้อง วิธีที่ได้รับผลึกเดี่ยวนักวิทยาศาสตร์เข้าใจจากแผนภาพเฟสนั่นคือการมองหาที่กราฟของการละลายและการตกผลึกของผลิตภัณฑ์ สร้างภาพเป็นเรื่องยากดังนั้นนักวิทยาศาสตร์วัสดุที่เป็นที่นิยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งนักวิทยาศาสตร์ที่ตัดสินใจที่จะหารายละเอียดทั้งหมดของตาราง