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La cristalización y de fusión horario de los cambios en el estado de agregación de la sustancia

En este artículo se explica qué es la cristalización y de fusión. En el ejemplo de diferentes estados de agregación de agua se explica, la cantidad de calor que se necesita para la congelación y descongelación y por qué estos valores son diferentes. Se muestra la diferencia entre la poli- y cristales individuales, así como la complejidad de la fabricación de este último.


El traslado a otro estado de agregación

Una persona común piensa acerca de esta rara pero potencialmente en el nivel en el que existe ahora, no habría sido posible sin la ciencia. ¿Qué es? Una pregunta difícil, porque muchos de los procesos que ocurren en la interfaz de varias disciplinas. Fenómenos para el que identificar el área de la ciencia es difícil, es la cristalización y de fusión. Al parecer, bueno, lo que es difícil: no había agua – se ha convertido en hielo, era una bola de metal – se ha convertido en un charco de metal líquido. Sin embargo, los mecanismos exactos de transición de un estado de agregación a otro que falta. Física suben más en la selva, pero para predecir con exactitud en qué momento se iniciará aún no se han obtenido de fusión y cristalización de los cuerpos.

Lo que sabemos

Algo que la humanidad todavía sabe. El punto de fusión y cristalización bastante determinarse fácilmente empíricamente. Pero no todo es tan simple. Todo el mundo sabe que el hielo se derrite y se congela a cero grados centígrados. Sin embargo, el agua es por lo general no sólo una construcción teórica, una cantidad específica. No hay que olvidar que el proceso de fusión y cristalización no es instantánea. El cubo de hielo comienza a derretirse más temprano que alcanza exactamente cero grados, el agua en el primer vaso de precipitados se cubre con cristales de hielo a una temperatura que supera ligeramente la marca en la escala.

El aislamiento y la absorción de calor durante la transición a un estado diferente de la agregación

Cristalización y fusión de sólidos acompañados por ciertos efectos térmicos. En el estado líquido la molécula (o algunas veces átomos) están interconectados no es muy apretado. Precisamente a causa de esto, tienen la capacidad de "flujo". Cuando el cuerpo empieza a perder calor, los átomos y las moléculas comienzan a unirlos en la estructura más conveniente. Por lo tanto, la cristalización se produce. A menudo depende de las condiciones externas, se obtiene de la misma de grafito de carbono, diamante, o fullereno. Así que no sólo la temperatura sino también la influencia de la presión en el camino procederán de cristalización y de fusión. Sin embargo, con el fin de destruir la estructura cristalina de la conexión rígida, se tarda un poco más de energía, y por lo tanto la cantidad de calor que eso para crearlas. Así, el material se congela más rápido que los procesos en las mismas condiciones de fusión. Este fenómeno se llama calor latente, y refleja la diferencia se ha descrito anteriormente. Recordemos que el calor latente no está relacionada con el calor y, como tal, refleja la cantidad de calor necesaria para fundir y producido cristalización.

Cambio en el volumen cuando se cambia a otro estado de agregación

Como ya se ha mencionado, el número y la calidad de los enlaces en los estados líquido y sólido son diferentes. Por estado líquido requiere más energía, por lo tanto, los átomos se mueven más rápido constantemente saltando de un lugar a otro y crear una conexión temporal. Dado que la amplitud de las oscilaciones de las partículas más grandes, y el líquido tiene un volumen mayor. Mientras que en una conexión hermética sólida, cada átomo vibra alrededor de una posición de equilibrio, que es incapaz de salir de su posición. Esta estructura ocupa menos espacio. Para que la fusión y la cristalización de sustancias acompañados por un cambio en el volumen.

Propiedades de fusión y el agua de cristalización

Este líquido común e importante para nuestro planeta, ya que el agua no puede jugar casualmente un papel muy importante en la vida de los seres que viven casi todos. Descrita anteriormente es la diferencia entre la cantidad de calor requerido para la cristalización y de fusión se llevó a cabo, así como el cambio de volumen cuando se cambia el estado de agregación. Algunas excepciones a ambas reglas es el agua. Hidrógeno diferentes moléculas en un estado líquido incluso conectados brevemente, formando débil, pero todavía no enlace de hidrógeno cero. Esto explica la muy gran capacidad de calor de este fluido universal. Debe tenerse en cuenta que el flujo de agua, estas comunicaciones no interfieren. Pero su papel durante la congelación (en otras palabras, la cristalización) hasta el final aún no está claro. Sin embargo, se debe admitir que el hielo de la misma masa ocupa más volumen que el agua líquida. Este hecho es causar mucho daño a las redes de servicios públicos, y ofrece una gran cantidad de problemas que sirven a su pueblo.

No sólo una vez o dos veces en las noticias brilló tales mensajes. En invierno, la sala de calderas de un pueblo remoto hubo un accidente. Debido a las tormentas de nieve, el hielo y las heladas fuertes no tienen tiempo para conducir combustible. El agua suministrada a la calefacción y grifos de la batería, ya caliente. Si no es el momento para drenar, dejando el sistema al menos parcialmente vacía, y es mejor para secar, comienza a adquirir la temperatura ambiente. Más a menudo que no, por desgracia, en este momento hay fuertes heladas. Y el hielo desgarro tuberías, dejando a la gente sin posibilidad de una vida cómoda en los próximos meses. Luego, por supuesto, eliminar el accidente, Situaciones de Emergencia valientes Ministerio, rompiendo a través de la tormenta de nieve para ser bombardeado por helicópteros unas cuantas toneladas de carbón codiciado y mala tubería en los tubos de cambio de reloj fría feroces.

La nieve y los copos de nieve

Imaginando el hielo, a menudo pensamos en los cubos frío en un vaso de jugo o las vastas extensiones de la Antártida congelado. Nieve es percibido por la gente como un fenómeno especial, que parece no estar relacionado con el agua. Pero de hecho, es el mismo hielo, simplemente congelado en un cierto orden, lo que determina la forma. Dicen que no existen dos copos de nieve idénticos en todo el mundo. Un científico de Estados Unidos tomó el asunto en serio y ha determinado las condiciones para la obtención de estas bellezas hexagonal de la forma deseada. Su laboratorio puede proporcionar incluso una tormenta de nieve copos de nieve imagen pagado por el cliente de. Por cierto, granizo, nieve y similares, es muy curiosa resultado del proceso de cristalización – a partir del vapor y no agua. Reconversión del cuerpo sólido a la vez en la unidad gaseoso se llama sublimación.

cristales individuales y policristalino

Todo el mundo ha visto los patrones de hielo de invierno en el vidrio en el autobús. Se forman debido a que la temperatura del interior del vehículo es superior a cero Celsius. Y, además, una gran cantidad de personas que respiran junto con el aire de los pulmones pares, proporcionan una mayor humedad. Sin embargo, el vidrio (a menudo sutil Individual) está a temperatura ambiente, que es un negativo. El vapor de agua, tocarlo muy rápidamente pierde calor y se convierte en un estado sólido. Un cristal se pega a otro, cada uno de la siguiente forma es ligeramente diferente de la anterior, y crecen rápidamente patrones asimétricos bellos. Este es un ejemplo de policristalino. "Poli" – del latín "mucho". En este caso, algunos de micropiezas combinan en una sola unidad. Cualquier producto de metal – con demasiada frecuencia policristalino. Y aquí es la forma perfecta de prisma de cuarzo natural – es un solo cristal. En su estructura, nadie encontrará imperfecciones y vacíos, mientras que en volúmenes policristalinos Cómo piezas están dispuestas al azar y no concuerdan entre sí.

Teléfono inteligente y binoculares

Pero en la tecnología moderna a menudo requiere una monocristales completamente puros. Por ejemplo, virtualmente cualquier teléfono inteligente contiene en su elemento de memoria de silicio profundidades. No se átomo en todo este volumen no se moverá de la ubicación ideal. Cada uno tiene que tomar su lugar. De lo contrario, en lugar de fotos obtendrá los sonidos de salida, y, sobre todo, desagradable.

Binoculares, dispositivos de visión nocturna también necesitan suficientes monocristales a granel que convierten la radiación infrarroja en luz visible. Métodos para su creciente número, pero cada uno requiere cálculos especialmente cuidadosos y precisos. Cómo obtuvieron cristales individuales, los científicos a entender de diagramas de fases, es decir, mirando a un gráfico de la fusión y la cristalización del producto. Crear una imagen es difícil, por lo tanto, los científicos de materiales es especialmente apreciado por los científicos que decidieron averiguar todos los detalles de la programación.