Примеры сублимации и десублимации в физике: привидите 2 примера сублимации и 2 примера десублимации (по физике)

7.6. Возгонка (сублимация) и десублимация

Возгонкой, или сублимацией, называют процесс перехода твердой фазы в парообразное состояние без плавления, а десублимацией -процесс кристаллизации твердой фазы из пара, минуя жидкое состояние.

Возгонка вещества в обычных условиях происходит только тогда, когда давление, отвечающее тройной точке вещества Тт (рис. 137) выше атмосферного. Равновесие твердая фаза — пар отражают точки кривой 0-Tг: стрелка 4 указывает на процесс сублимации, а стрелка 5 — на процесс десублимации. Выше точки Тг идет кривая испарения жидкости, заканчивающаяся критической точкой К.

Возгонку применяют для дополнительной очистки небольших количеств вещества от малолетучих примесей или малолетучего вещества от легколетучих примесей. Важным преимуществом возгонки по сравнению с кристаллизацией того же вещества из раствора является исключение из процесса очистки растворителя, который часто должен быть очень чистым.

Простейший сублиматор состоит из химического стакана 4 (Рис. 138, а) с возгоняемым веществом и десублимационной воронки 2, через которую пропущена стеклянная трубка закрепленная на конце трубки воронки обрезком резинового шланга. Стакан нагревают на электрической плитке 5. Для увеличения скорости возгонки через трубку 1 подают из газометра (см. рис. 271) слабый поток необходимого газа или воздуха из любого микрокомпрессора. Газ (воздух) предварительно пропускают для удаления аэрозоля через фильтр Петрянова.

Если для сублимации необходима инертная атмосфера, над возгоняемым веществом пропускают слабый поток азота баллона , очищая его также при помощи тканевых фильтров.

Пар возгоняемого вещества, увлеченный потоком газа, омывает внутреннюю поверхность воронки, образуя на ней кристаллы десублимата 3. Скорость потока газа следует регулировать. При большом потоке возрастает унос мелкодисперсной твердой фазы с поверхности нагреваемого вещества и десублимата. Таким же простым сублиматором является фарфоровая чашка 3 с возгоняемым веществом (рис. 138, б), накрытая воронкой 1 и нагреваемая на песочной бане 4. Для улучшения десублимации возгоняемого вещества 2 на внешнюю поверхность воронок накладывают влажную ткань или влажную фильтровальную бумагу (на рисунках они не показаны). Используют также воронки с охлаждающей рубашкой.

Рекомендуемые в ряде руководств сублиматоры, состоящие из колбы 2 (рис. 138, в) и пальчикового холодильника 7, на котором образуются кристаллы 3 десублимата, не имеют особых преимуществ перед рассмотренными выше сублиматорами с воронками. Трубки 4 и 5 служат для создания потока газа.

Пальчиковый пришлифованный холодильник часто трудно удалить из горла колбы из-за заедания шлифа продуктами возгонки. Поэтому лучше конец горла колбы не шлифовать, а оставить на нем небольшие канавки для выхода газа. Кроме того, при извлечении холодильника с достаточно толстым слоем десублимата 3 происходит потеря последнего из-за обдирания его внутренними стенками выходного отверстия колбы.

Чтобы избежать такой потери десублимата, применяют более простой прибор, состоящий из колбы-холодильника 1 (рис. 138, г) с проточной водой и химического стакана 3 с возгоняемым веществом. Десублимат 2 образуется на отростке колбы.

Оригинальный сублиматор типа диск — чашка (рис. 138, д) состоит из полого кварцевого диска 4 с проточной водой, закрытого сверху фарфоровой чашкой 1. В центре круглого отверстия диска, лежащего на керамической пластине 5, помещают тигель 3 с возгоняемым веществом, нагреваемым газовой горелкой 6. В таком сублиматоре возгон 2 образуется не только на фарфоровой чашке, но и вокруг тигля на поверхности диска и может быть легко собран.

Во всех рассмотренных выше типах сублиматоров возможен местный перегрев твердой фазы, вызывающий растрескивание кристаллов с появлением аэрозоля вещества, уносимого с паром.

устранения этого явления применяют сублиматоры с постоянной температурой нагрева вещества при помощи пара кипящей жидкости.

Рис. 139. Паровые сублиматоры: б: 1 — обратный холодильник; 2- кожух; 3 — трубка; 4- колба, 5- колбонагреватель; 6-лодочка; 7- возгон; 8- диафрагма

Жидкость выбирают такую, чтобы ее температура кипения (см. табл. 16) была бы всего на 10 — 30 °С выше температуры возгонки вещества.

В сублиматорах типа а (рис. 139) порошок загружают в трубку 8 после удаления головки с краном, холодильника 6 и колбо-нагревателя 7. Затем заливают необходимую жидкость в сосуд 5. вставляют холодильник и головку с трубками 7 и 2, стараясь не задеть газоподводной трубкой 1 слой порошка, и размешают сосуд 5 в колбонагревателе 7. Как только закипит жидкость, начинают пропускать воздух или инертный газ через трубку 1. регулируя скорость газа краном. Возгон 3 оседает в холодной части трубки 8. Диафрагма 4 служит для обеспечения равномерной толщины слоя десублимата на холодной части поверхности трубки 8 и повышения степени десублимации.

Недостаток рассмотренного сублиматора — трудность удаления возгона 3 без частичного его загрязнения исходным порошком и необходимость извлечения его следов с мест десублимации. Кроме того, загрузке порошка в трубку 8 мешает диафрагма 4. Прибор со сквозной трубкой 3 (рис. 139, б) удобен тем, что он легко разбирается на части и лишен дефектов предыдущего сублиматора.

Рис. 140. Вакуумные сублиматоры с пальчиковым холодильником (а), с вставной трубкой (б) и пистолет Кемпфа (в): а: 1 — пальчиковый холодильник; 2 — сосуд; 3 — возгон; 4 — лодочка; 5 — трубчатая печь; б — вакуумный кран

Количество получаемого десублимата растет с приближением охлаждающей поверхности к поверхности возгоняемого вещества, а увеличению скорости возгонки способствует применение вакуума со слабым потоком воздуха или другого газа.

Вакуум-сублиматор с пальчиковым холодильником 1 (рис. 140, а) состоит из сосуда 2 с лодочкой 4. Нагревание сосуда 2 осуществляют в трубчатой печи 5.

Вакуум-сублиматор с воздушным охлаждением (рис. 140, б) имеет широкую пробирку 7 со стеклянной трубкой 2, вмещающей лодочку 4 овального типа, плотно входящую в трубку 2 задней своей частью.

Поэтому десублимат 3 собирается преимущественно в передней части трубки. После окончания возгонки лодочку извлекают из правого конца 5 трубки 2, не затрагивая возгон 3. Такой сублиматор позволяет очень быстро удалить возгон без загрязнения его исходным веществом.

Удобным в применении является пистолет-сублиматор Кемпфа (рис. 140, в), пригодный и для дробной возгонки вещества. Реторту 1 пистолета опускают для нагревания в баню колбонагреватель (см. рис. 118), а возгон 2 собирают в трубке 3 с диафрагмой 4.

Рис. 141. Сублиматоры Солтиса (а), с вакуумной головкой (б) и с защитной рубашкой (в): а: 1 — капилляр; 2 — электронагреватель; 3 — возгоняемое вещество; 4 — пористая пластинка; 5- пальчиковый холодильник; 6- десублимат; 7- вакуумная трубка; 8- сосуд; б: 1 — карман с охлаждающей смесью; 2 — вакуумная трубка; 3 — сосуд; 4 — десублимат; 5 — колбонагреватель; в. 1 — пробирка с охлаждающей смесью; 2- защитная рубашка; 3- десублимат; 4- пористая пластинка; 5 — вакуумный кран

Возгон удаляют с поверхности трубки 3 фарфоровым или стеклянным шпателем в широкий бюкс (см. рис. 57) или чашку Коха (см. рис. 61) после удаления реторты 1. Вакуумирование пистолета проводят через наконечник 5. (Кемпф Теодор (1838 — 1923) — немецкий химик-органик, конструктор приборов по синтезу и очистке веществ.)

Для вакуумной возгонки порошка в токе инертного газа пригодно устройство Солтиса (рис. 141, а). Вещество 3 помещают на пластинку 4 из пористого стекла. Верхний конец сосуда 8 закрывают пробкой с капилляром 1, через который пропускают слабый ток инертного газа. Следуя за потоком газа, пар вещества проходит пористую пластинку 4 и осаждается на поверхности холодильника 5.

Сублиматор с вакуумной головкой 2 имеет карман 1 (рис 141, б), содержащий охлаждающую смесь (см. табл. 23 — 25). На наружной поверхности этого кармана происходит десублимаии возгоняемого вещества.

В вакуум-сублиматоре с защитной рубашкой 2 (рис. 141, 6) холодильником служит пробирка 1, заполненная охлаждающей смесью. Рубашка 2 имеет пористую стеклянную пластинку 4 которая препятствует загрязнению осаждающегося на пробирке 1 десублимата частицами исходного порошка, увлекаемыми его паром.

 

К оглавлению

Физика — 8

Конденсация

Наряду с вылетом молекул с поверхности жидкости одновременно происходит и обратный процесс: часть молекул, совершая хаотическое движение у поверхности жидкости, снова возвращается на ее поверхность.

• Процесс перехода пара в жидкость называется конденсацией.

В процессе конденсации из пара выделяется энергия.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Конденсация происходит и в том случае, если пар соприкасается с жидкостью. В качестве примера можно привести образование облаков: молекулы водяного пара, поднимаясь с поверхности Земли, группируясь, создают небольшие водяные капли в относительно холодных слоях атмосферы. Эти капли создают в небе “парящие” облака.

Испаряются ли твердые тела?

Процесс испарения твердого тела называется сублимацией, а обратный процесс — десублимацией.

• Сублимация — это процесс перехода вещества из твердого состояния непосредственно в газообразное состояние. Например, “сухой лед” (CO₂ в твердом состоянии) испаряется, не переходя в жидкое состояние. Запах некоторых твердых тел, например, запах нафталина, мы ощущаем в результате его сублимации.
• Десублимация — это процесс перехода вещества из газообразного состояния непосредственно в твердое состояние.
  Например, образование инея на оконных стеклах при морозной погоде: иней образуется в результате перехода водяного пара в воздухе непосредственно в лед.

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ЗНАНИИ

ИССЛЕДОВАНИЕ-2

• От чего зависит скорость испарения?

Оборудование: пробирка, спиртовка, кристаллы йода, спички, штатив.
Ход работы:

1. Насыпав в пробирку кристаллы йода, закрепите ее в штативе.
2. Нагрейте пробирку при помощи спиртовки и пронаблюдайте изменения в состоянии кристаллов йода (b).

Обсудите результат:

• Какова причина окрашивания внутренней стенки пробирки в фиолетовый цвет при нагревании пробирки?
• Какое явление наблюдается в ходе опыта?

20 примеров химической сублимации и характеристик / химия | Thpanorama

некоторые примеры сублимации химия процессы, которые испытывают воду, углекислый газ, йод, мышьяк или серу.

Сублимация — это процесс прямого перехода из твердого состояния в газообразное состояние без прохождения жидкой фазы. Это эндотермический фазовый переход, который происходит при температурах и давлениях ниже тройной точки вещества, температуры и давления, в которых сосуществуют три фазы (Сублимация (химия), 2008).

При данной температуре большинство соединений и химических элементов могут обладать одним из трех разных состояний вещества при разных давлениях. В этих случаях переход из твердого состояния в газообразное состояние требует промежуточного жидкого состояния.

При температурах ниже тройной точки снижение давления приведет к фазовому переходу непосредственно от твердого тела к газу. Кроме того, при давлениях ниже давления в трех точках повышение температуры приведет к тому, что твердое вещество превращается в газ, не проходя через жидкую область (Boundless, S.F.).

Для некоторых веществ, таких как уголь и мышьяк, сублимация намного легче, чем испарение. Это связано с тем, что давление его тройной точки очень велико и их трудно получить в виде жидкостей..

Процесс сублимации требует дополнительной энергии; Это эндотермическое изменение. Энтальпия сублимации (теплота сублимации) может быть рассчитана с суммой энтальпии плавления и энтальпии испарения.

Противоположный процесс, когда газ претерпевает фазовое изменение в твердой форме, называется отложением или десублимацией (Anne Marie Helmenstine, 2016).

20 примеров сублимации

1- Углекислый газ

Сухой лед — это твердый углекислый газ. При комнатной температуре и давлении он сублимируется в пары углекислого газа (рисунок 2).

Его можно использовать для создания особого дымчатого или жуткого эффекта. Из-за своей относительной безопасности сухой лед является хорошим выбором на демонстрациях в классе.

2- Вода

В особых условиях замерзшая вода (лед) может пропускать жидкую фазу и сублимировать в воздухе. Трудно увидеть сублимацию льда, но вы можете увидеть результаты.

Южная поверхность горы Эверест имеет идеальные условия для сублимации снега: низкие температуры, сильный солнечный свет, низкая относительная влажность и сухие ветры (VanBuren, S.F.).

3- Йод

Йод при температуре 100 ° С превращается из твердого в токсичный пурпурный газ. Это используется в криминалистике для захвата отпечатков пальцев.

4- Мышьяк

При температуре 615 ° С мышьяк сублимируется. Это представляет опасность, учитывая токсичность элемента.

5- Сера

Это соединение сублимирует от 25 до 50 ° C, вызывая токсичные и удушающие газы (Tucker, 1929).

6- Печатные краски

Сухие сублимационные принтеры используют процесс сублимации для печати изображений фотографического качества.

Процесс начинается, когда появляются специальные пленки, содержащие твердые пигменты, которые при нагревании, сублимации и повторном захвате позже.

Изображения могут быть напечатаны на полиэстеровых рубашках, банках или листах из алюминия или хрома (МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИНЦЫ, Окрашивающие на алюминий, S.F.).

7- Ароматизаторы

Твердые освежители воздуха также сублимируют. Эти соединения обычно являются сложными эфирами, в том числе и теми, которые висят на унитазе. Так химические вещества попадают прямо в воздух и делают запах прохладным.

8- Нафталин

Шарики нафталина сделаны с этим составом, который сублимирует моли.

9- Цинк

Это соединение имеет тенденцию сублимировать при низком давлении.

10- Алюминий

Этот металл сублимируется при температуре выше 1000 ° С для определенных промышленных процессов.

11- Металлургия

Некоторые сплавы очищаются сублимационными методами. Таким образом, соединения, составляющие сплав, разделяются с получением очищенных продуктов..

12- кадмий

Другое соединение, которое сублимирует при низком давлении. Это особенно проблематично в ситуациях, когда вы работаете в высоком вакууме.

13- графит

Этот материал сублимируется путем пропускания электрического тока большой силы тока в высоком вакууме. Эта процедура используется в просвечивающей электронной микроскопии для проведения образцов и имеет более высокое разрешение.

14- Золото

Сублимация золота используется для изготовления недорогих медалей и «позолоченных» украшений. Он также используется для обработки образцов сканирующей электронной микроскопии..

15- Камфора

При определенной температуре камфара сублимируется, что используется для ее очистки или в лечебных целях.

16- ментол

Ментол сублимируется очень легко. Когда вы смотрите на бутылку чистого ментола, вы видите тонкие иглы ментола. Они растут путем осаждения. Это означает, что твердый ментол сублимирует.

17- антрацен

Это белое твердое вещество, которое легко сублимируется. Этот метод обычно используется для его очистки.

18- бензойная кислота

Это добавка к пище, которая легко сублимируется для очистки (Crampton, 2017).

19- Салициловая кислота

Используется как мазь для снятия лихорадки, так как легко сублимируется. Этот метод также используется для его очистки (Очистка органических соединений, S.F.).

20- Космическая сублимация

Феномен сублимации наблюдается не только ежедневно или в лаборатории. Астрономы и астрофизики имеют тенденцию иметь дело с этим явлением, когда они поворачивают свой взгляд к звездам.

Примерами являются сублимация воды ядер комет, приближение кометы к Солнцу и сублимация полярных ледяных шапок на Марсе во время марсианского лета (Технологический университет Суинберна, С.Ф.).

ссылки

1. Энн Мари Хельменстин, П. (2016, 20 июня). Определение сублимации (фазовый переход в химии). Получено с мысли.
2. (S.F.). Фазовый переход твердого тела в газ. Восстановлено от boundless.com.
3. Crampton, L. (2017, 5 мая). Воздействие на здоровье бензойной кислоты, бензоата натрия и бензола. Восстановленный от caloriebee.com.
4. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИНТЫ Окраска-сублимация на алюминий. (S.F.). Восстановлено от blazing.com.
5. Очистка органических соединений. (S.F.). Восстановлено с askiitians.com.
6. Сублимация (химия). (2008 г., 2 апреля). Получено с сайта newworldencyclopedia.org.
7. Суинбернский технологический университет. (S.F.). сублимация. Получено с сайта astronomy.swin.edu.au.
8. Такер, Р. П. (1929). Примечания по сублимации серы между 25 ° и 50 ° C. Англ. Chem., 21 (1), 44-47.
9. VanBuren, J. (S.F.). Примеры сублимации в реальной жизни. Получено с Education.seattlepi.com.

8 класс — Физика

Как вы думаете, от чего зависит скорость растворения сахара в воде? Можете провести простой эксперимент. Возьмите два куска сахара и киньте один в стакан с кипятком, другой – в стакан с холодной водой.

Вы увидите, как сахар в кипятке растворится в несколько раз быстрее, чем в холодной воде. Причиной растворения является диффузия. Значит, диффузия происходит быстрее при более высокой температуре. А причина диффузии – это движение молекул. Следовательно, мы делаем вывод, что молекулы при более высокой температуре движутся быстрее. То есть, скорость их движения зависит от температуры. Именно поэтому беспорядочное хаотическое движение молекул, из которых состоят тела, называют тепловым движением.

При повышении температуры усиливается тепловое движение молекул, меняются свойства вещества. Твердое тело тает, превращаясь в жидкость, жидкость испаряется, переходя в газообразное состояние. Соответственно, если температуру понижать, то будет уменьшаться и средняя энергия теплового движения молекул, а соответственно, процессы изменения агрегатного состояния тел будут происходить в обратном направлении: вода будет конденсироваться в жидкость, жидкость будет замерзать, переходя в твердое состояние. При этом, мы всегда говорим о средних значениях температуры и скорости молекул, так как всегда присутствуют частицы с большими и меньшими значениями этих величин.

Молекулы в веществах движутся, проходя определенное расстояние, следовательно, совершают некую работу. То есть, мы можем говорить о кинетической энергии частиц. Вследствие их взаимного расположения существует также и потенциальная энергия молекул. Когда идет речь о кинетической и потенциальной энергии тел, то мы говорим о существовании полной механической энергии тел. Если кинетической и потенциальной энергией обладают частицы тела, следовательно, можно говорить о сумме этих энергии, как о самостоятельной величине.

Рассмотрим пример. Если мы кидаем упругий мячик об пол, то кинетическая энергия его движения полностью переходит в потенциальную в момент касания пола, а потом вновь переходит в кинетическую, когда он отскакивает. Если же мы бросим тяжелый железный мячик на твердую неупругую поверхность, то мячик приземлится, не отскакивая. Его кинетическая и потенциальная энергии после приземления будут равны нулю. Куда же подевалась энергия? Она просто исчезла? Если мы изучим шарик и поверхность после столкновения, то увидим, что шарик немного сплющился, на поверхности осталась вмятина, и оба они слегка нагрелись. То есть произошло изменение в расположении молекул тел, а также увеличилась температура. Это означает, что изменились кинетическая и потенциальная энергия частиц тела. Энергия тела никуда не пропала, она перешла во внутреннюю энергию тела. Внутренней энергией называют кинетическую и потенциальную энергию всех частиц тела. Столкновение тел вызвало изменение внутренней энергии, она увеличилась, а механическая энергия уменьшилась. В этом и состоит закон сохранения энергии. Энергия не возникает из ниоткуда и не исчезает в никуда. Она только переходит из одного состояния в другое.

Как изменить механическую энергию тела? Да очень просто. Поменять его местоположение или придать ему ускорение. Например, пнуть мячик или поднять его над землей повыше.

В первом случае мы изменим его кинетическую энергию, во втором потенциальную. А как обстоит дело с внутренней энергией? Каким способом изменить внутреннюю энергию тела? Для начала разберемся, что же это такое. Внутренняя энергия – это кинетическая и потенциальная энергия всех частиц, из которых состоит тело. В частности, кинетическая энергия частиц – это энергия их движения. А скорость их движения, как известно, зависит от температуры. То есть, логичный вывод – повышая температуру тела, мы повысим его внутреннюю энергию. Самый простой способ повысить температуру тела – это теплообмен. При контакте тел с разной температурой более холодное тело нагревается за счет более теплого. Более теплое тело в этом случае охлаждается.

Простой ежедневный пример: холодная ложка в чашке с горячим чаем очень быстро нагревается, а чай при этом чуть-чуть остывает.  Повышение температуры тела возможно и другими способами. Как мы все поступаем, когда у нас на улице замерзают лицо или руки? Мы трем их. При трении предметы нагреваются. Также предметы нагреваются при ударах, давлении, то есть, иными словами, при взаимодействии. Всем известно, как добывали огонь в древности – либо терли деревяшки друг о друга, либо стукали кремнием по другому камню. Также и в наше время в кремниевых зажигалках используется трение металлического стержня о кремень. 

До сих пор речь шла о изменении внутренней энергии путем изменения кинетической энергии составляющих его частиц. А как насчет потенциальной энергии этих же самых частиц? Как известно, потенциальная энергия частиц – это энергия их взаиморасположения. Таким образом, для изменения потенциальной энергии частиц тела, нам надо тело деформировать: сжать, скрутить и так далее, то есть, изменить расположение частиц друг относительно друга. Это достигается путем воздействия на тело. Мы меняем скорость отдельных частей тела, то есть совершаем над ним работу.

Таким образом, все случаи воздействия на тело с целью изменения его внутренней энергии достигаются двумя способами. Либо путем передачи ему тепла, то есть теплопередачей, либо путем изменения скорости его частиц, то есть совершением над телом работы.

Примеры изменения внутренней энергии – это практически все происходящие в мире процессы. Не меняется внутренняя энергия частиц в случае, когда с телом абсолютно ничего не происходит, что согласитесь, крайняя редкость — закон сохранения энергии действует. Вокруг нас все время что-то происходит. Даже с предметами, с которыми на первый взгляд ничего не происходит, на самом деле происходят различные незаметные нам изменения: незначительные изменения температуры, небольшие деформации и так далее. Стул прогибается под нашей тяжестью, у книги на полке чуть-чуть изменяется температуру от каждого движения воздуха, не говоря уже про сквозняки. Ну а что касается живых тел – тут понятно без слов, что в них внутри все время что-то происходит, и внутренняя энергия меняется практически в каждый момент времени.

 

Что быстрее нагреется на плите – чайник или ведро воды? Ответ очевиден – чайник. Тогда второй вопрос – почему?

Ответ не менее очевиден – потому что масса воды в чайнике меньше. Отлично. А теперь вы можете проделать самостоятельно самый настоящий физический опыт в домашних условиях. Для этого вам понадобится две одинаковые небольшие кастрюльки, равное количество воды и растительного масла, например, по пол-литра и плита. На одинаковый огонь ставите кастрюльки с маслом и водой. А теперь просто наблюдайте, что быстрее будет нагреваться. Если есть градусник для жидкостей, можно применить его, если нет, можно просто пробовать температуру время от времени пальцем, только осторожно, чтобы не обжечься. В любом случае вы вскоре убедитесь, что масло нагревается значительно быстрее воды. И еще один вопросик, который тоже можно реализовать в виде опыта. Что быстрее закипит – теплая вода или холодная? Все снова очевидно – теплая будет на финише первой. К чему все эти странные вопросы и опыты? К тому, чтобы определить физическую величину, называемую «количеством теплоты».

Количество теплоты

Количество теплоты – это энергия, которую тело теряет или приобретает при теплопередаче. Это понятно и из названия. При остывании тело будет терять некое количество теплоты, а при нагревании – поглощать. А ответы на наши вопросы показали нам, от чего зависит количество теплоты?Во-первых, чем больше масса тела, тем большее количество теплоты надо затратить на изменение его температуры на один градус. Во-вторых, количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от того вещества, из которого оно состоит, то есть от рода вещества. И в-третьих, разность температур тела до и после теплопередачи также важна для наших расчетов. Исходя из всего вышесказанного, мы можем определить количество теплоты формулой:

Q=cm(t_2-t_1 )  ,

где Q – количество теплоты,
m – масса тела,
(t_2-t_1 ) – разность между начальной и конечной температурами тела,
c – удельная теплоемкость вещества, находится из соответствующих таблиц.

По этой формуле можно произвести расчет количества теплоты, которое необходимо, чтобы нагреть любое тело или которое это тело выделит при остывании.

Измеряется количество теплоты в джоулях (1 Дж), как и всякий вид энергии. Однако, величину эту ввели не так давно, а измерять количество теплоты люди начали намного раньше. И пользовались они единицей, которая широко используется и в наше время – калория (1 кал). 1 калория – это такое количество теплоты, которое потребуется для нагреванияь 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Руководствуясь этими данными, любители подсчитывать калории в съедаемой пище, могут ради интереса подсчитать, сколько литров воды можно вскипятить той энергией, которую они потребляют с едой в течение дня.

 

Как вы думаете, что быстрее нагревается на плите: литр воды в кастрюльке или же сама кастрюлька массой 1 килограмм? Масса тел одинакова, можно предположить, что нагревание будет происходить с одинаковой скоростью.

А не тут-то было! Можете проделать эксперимент – поставьте пустую кастрюльку на огонь на несколько секунд, только не спалите, и запомните, до какой температуры она нагрелась. А потом налейте в кастрюлю воды ровно такого же веса, как и вес кастрюли. По идее, вода должна нагреться до такой же температуры, что и пустая кастрюля за вдвое большее время, так как в данном случае нагреваются они обе – и вода, и кастрюля.

Однако, даже если вы выждете втрое большее время, то убедитесь, что вода нагрелась все равно меньше. Воде потребуется почти в десять раз большее время, чтобы нагреться до такой же температуры, что и кастрюля того же веса. Почему это происходит? Что мешает воде нагреваться? Почему мы должны тратить лишний газ на подогрев воды при приготовлении пищи? Потому что существует физическая величина, называемая удельной теплоемкостью вещества.

Удельная теплоемкость вещества

Эта величина показывает, какое количество теплоты надо передать телу массой один килограмм, чтобы его температура увеличилась на один градус Цельсия. Измеряется в Дж/(кг * ˚С). Существует эта величина не по собственной прихоти, а по причине разности свойств различных веществ.

Удельная теплоемкость воды примерно в десять раз выше удельной теплоемкости железа, поэтому кастрюля нагреется в десять раз быстрее воды в ней. Любопытно, что удельная теплоемкость льда в два раза меньше теплоемкости воды. Поэтому лед будет нагреваться в два раза быстрее воды. Растопить лед проще, чем нагреть воду. Как ни странно звучит, но это факт.

Расчет количества теплоты

Обозначается удельная теплоемкость буквой c и применяется в формуле для расчета количества теплоты:

Q = c*m*(t2 — t1),

где Q – это количество теплоты,
c – удельная теплоемкость,
m – масса тела,
t2  и t1 – соответственно, конечная и начальная температуры тела.

Формула удельной теплоемкости: c = ^Q / _{m*(t2 — t1)}

По этой формуле можно рассчитать количество тепла, которое нам необходимо, чтобы нагреть конкретное тело до определенной температуры. Удельную теплоемкость различных веществ можно найти из соответствующих таблиц.

Также из этой формулы можно выразить:

• m = ^Q / _c*(t2-t1) — массу тела
• t1 = t2 — (^Q / _c*m) — начальную температуру тела
• t2 = t1 + (^Q / _c*m) — конечную температуру тела
• Δt = t2 — t1 = (^Q / _c*m) — разницу температур (дельта t)

А что насчет удельной теплоемкости газов? Тут все запутанней. С твердыми веществами и жидкостями дело обстоит намного проще. Их удельная теплоемкость – величина постоянная, известная, легко рассчитываемая. А что касается удельной теплоемкости газов, то величина эта очень различна в разных ситуациях. Возьмем для примера воздух. Удельная теплоемкость воздуха зависит от состава, влажности, атмосферного давления.

При этом, при увеличении температуры, газ увеличивается в объеме, и нам надо ввести еще одно значение – постоянного или переменного объема, что тоже повлияет на теплоемкость. Поэтому при расчетах количества теплоты для воздуха и других газов пользуются специальными графиками величин удельной теплоемкости газов в зависимости от различных факторов и условий.

 

Всем известно, что в нашей жизни огромную роль играет использование топлива. Топливо применяют практически в любой отрасли современной промышленности. Особенно часто применяется топливо, полученное из нефти: бензин, керосин, соляр и другие. Также применяют горючие газы (метан и другие).

Откуда берется энергия у топлива

Известно, что молекулы состоят из атомов. Для того, чтобы разделить какую либо молекулу (например, молекулу воды) на составляющие её атомы, требуется затратить энергию (на преодоление сил притяжения атомов). Опыты показывают, что при соединении атомов в молекулу (это и происходит при сжигании топлива) энергия, напротив, выделяется.

Как известно, существует ещё и ядерное топливо, но мы не будем здесь говорить о нём.

При сгорании топлива выделяется энергия. Чаще всего это тепловая энергия. Опыты показывают, что количество выделившейся энергии прямо пропорционально количеству сгоревшего топлива.

Удельная теплота сгорания

Для расчёта этой энергии используют физическую величину, называемую удельная теплота сгорания топлива. Удельная теплота сгорания топлива показывает, какая энергия выделяется при сгорании единичной массы топлива.

Её обозначают латинской буквой q. В системе СИ единица измерения этой величины Дж/кг. Отметим, что каждое топливо имеет собственную удельную теплоту сгорания. Эта величина измерена практически для всех видов топлива и при решении задач определяется по таблицам.

Например, удельная теплота сгорания бензина 46 000 000 Дж/кг, керосина такая же, этилового спирта 27 000 000 Дж/кг. Нетрудно понять, что энергия, выделившаяся при сгорании топлива, равна произведению массы этого топлива и удельной теплоты сгорания топлива:

Q = q*m

Рассмотрим пример

Рассмотрим пример. 10 граммов этилового спирта сгорело в спиртовке за 10 минут. Найдите мощность спиртовки.

Решение. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта:

Q = q*m; Q = 27 000 000 Дж/кг * 10 г = 27 000 000 Дж/кг * 0,01 кг = 270 000 Дж.

Найдём мощность спиртовки:

N = Q / t = 270 000 Дж / 10 мин = 270 000 Дж / 600 с = 450 Вт.

 

Для того чтобы понять, что такое агрегатное состояние вещества, вспомните или представьте себя летом возле речки с мороженным в руках. Замечательная картинка, правда?

Так вот, в этой идиллии кроме получения удовольствия можно еще осуществить физическое наблюдение. Обратите внимание на воду. В реке она жидкая, в составе мороженного в виде льда – твердая, а в небе в виде облаков – газообразная. То есть она находится одновременно в трех различных состояниях. В физике это называется агрегатным состоянием вещества. Различают три агрегатных состояния – твердое, жидкое и газообразное.

Изменение агрегатных состояний вещества

Изменение агрегатных состояний вещества мы можем наблюдать воочию в природе. Вода с поверхности водоемов испаряется, и образуются облака. Так жидкость переходит в газ. Зимой вода в водоемах замерзает, переходя в твердое состояние, а весной вновь тает, переходя в обратно в жидкость. Что происходит с молекулами вещества при переходе его из одного состояния в другое? Меняются ли они? Отличаются ли, например, молекулы льда от молекул пара? Ответ однозначный: нет. Молекулы остаются абсолютно теми же. Меняется их кинетическая энергия, а соответственно и свойства вещества. Энергия молекул пара достаточно велика, чтобы разлетаться в разные стороны, а при охлаждении пар конденсируется в жидкость, и энергии у молекул все еще достаточно для почти свободного перемещения, но уже недостаточно, чтобы оторваться от притяжения других молекул и улететь. При дальнейшем охлаждении вода замерзает, становясь твердым телом, и энергии молекул уже недостаточно даже для свободного перемещения внутри тела. Они колеблются около одного места, удерживаемые силами притяжения других молекул.

Характер движения и состояния молекул в различных агрегатных состояниях вещества можно отразить на следующей таблице:

Агрегатное состояние вещества	Свойства вещества	Расстояние между частицами	Взаимодействие частиц	Характер движения	Порядок расположения
Газ	Не сохраняет форму и объем	Гораздо больше размеров самих частиц	Слабое	Хаотическое (беспорядочное) непрерывное. Свободно летают, иногда сталкиваясь.	Беспорядочное
Жидкость	Не сохраняет форму, сохраняет объем	Сравнимо с размерами самих частиц	Сильное	Колеблются около положения равновесия, постоянно перескакивая с одного места на другое.	<p >Беспорядочное
Твердое тело	<p >Сохраняет форму и объем	Мало по сравнению с размерами самих частиц	Очень сильное	Непрерывно колеблются около положения равновесия	В определенном порядке

 

Процессов, в которых происходит изменение агрегатных состояний веществ, всего шесть.

Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением, обратный процесс – кристаллизацией. Когда вещество переходит из жидкости в газ, это называется парообразованием, из газа в жидкость – конденсацией. Переход из твердого состояния сразу в газ, минуя жидкое, называют сублимацией, обратный процесс – десублимацией. 

• 1. Плавление
• 2. Кристаллизация
• 3. Парообразование
• 4. Конденсация
• 5. Сублимация
• 6. Десублимация

Примеры всех этих переходов мы с вами не раз наблюдали в жизни. Лед плавится, образуя воду, вода испаряется, образуя пар. В обратную сторону пар, конденсируясь, переходит снова в воду, а вода, замерзая, становится льдом. А если вы думаете, что вы не знаете процессов сублимации и десублимации, то не спешите с выводами. Запах любого твердого тела – это и есть не что иное, как сублимация. Часть молекул вырывается из тела, образуя газ, который мы и можем унюхать. А пример обратного процесса – это узоры на стеклах зимой, когда пар в воздухе, замерзая, оседает на стекле и образует причудливые узоры.

 

Одно и тоже вещество в реальном мире в зависимости от окружающих условий может находиться в различных состояниях. Например, вода может быть в виде жидкости, в идее твердого тела – лед, в виде газа – водяной пар.

• Эти состояния называются агрегатными состояниями вещества.

Молекулы вещества в различных агрегатных состояниях ничем не отличаются друг от друга. Конкретное агрегатное состояние определяется расположением молекул, а так же характером их движения и взаимодействия между собой.

Газ – расстояние между молекулами значительно больше размеров самих молекул. Молекулы в жидкости и в твердом теле расположены достаточно близко друг к другу. В твердых телах еще ближе.

Чтобы изменить агрегатное состояние тела, ему необходимо сообщить некоторую энергию. Например, чтобы перевести воду в пар её надо нагреть.Чтобы пар снова стал водой, он должен отдать энергию.

Переход из твердого состояния в жидкое

Переход вещества из твердого состояние в жидкое называется плавлением. Для того чтобы тело начало плавиться, его необходимо нагреть до определенной температуры. Температура, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества.

Каждое вещество имеет свою температуру плавления. У каких-то тел она очень низкая, например, у льда.  А у каких-то тел температура плавления очень высокая, например, железо. Вообще, плавление кристаллического тела это сложный процесс.

График плавления льда

Ниже на рисунке представлен график плавления кристаллического тела, в данном случае льда.

• График показывает зависимость температуры льда от времени, которое его нагревают. На вертикально оси отложена температура, по горизонтальной — время.

Из графика, что изначально температура льда была -20 градусов. Потом его начали нагревать. Температура начала расти. Участок АВ это участок нагревания льда. С течением времени, температура увеличилась до 0 градусов. Эта температура считается температурой плавления льда. При этой температуре лед начал плавиться, но при этом перестала возрастать его температура, хотя при этом лед также продолжали нагревать. Участку плавления соответствует участок ВС на графике. 

Затем, когда весь лед расплавился и превратился в жидкость, температура воды снова стала увеличиваться. Это показано на графике лучом C. То есть делаем вывод, что во время плавления температура тела не изменяется, вся поступающая энергия идет на плвление.

 

Для того, чтобы расплавить какое-либо вещество в твердом состоянии, необходимо его нагреть. И при нагревании любого тела отмечается одна любопытная особенность

Особенность такая: температура тела растет вплоть до температуры плавления, а потом останавливается до того момента, пока все тело целиком не перейдет в жидкое состояние. После расплавления температура вновь начинает расти, если, конечно, продолжать нагревание. То есть, существует промежуток времени, во время которого мы нагреваем тело, а оно не нагревается. Куда же девается энергия тепла, которую мы расходуем? Чтобы ответить на этот вопрос, надо заглянуть внутрь тела.

В твердом теле молекулы расположены в определенном порядке в виде кристаллов. Они практически не двигаются, лишь слегка колеблясь на месте. Для того, чтобы вещество перешло в жидкое состояние, молекулам необходимо придать дополнительную энергию, чтобы они смогли вырваться от притяжения соседних молекул в кристалликах. Нагревая тело, мы придаем молекулам эту необходимую энергию. И вот пока все молекулы не получат достаточно энергии и не разрушатся все кристаллики, температура тела не повышается. Опыты показывают, что для разных веществ одной массы требуется разное количество теплоты для полного его расплавления.

То есть существует определенная величина, от которой зависит, сколько тепла необходимо поглотить веществу для расплавления. И величина эта различна для разных веществ. Эта величина в физике называется удельная теплота плавления вещества. Опять же, вследствие опытов установлены значения удельной теплота плавления для различных веществ и собраны в специальные таблицы, из которых можно почерпнуть эти сведения. Обозначают удельную теплоту плавления греческой буквой λ (лямбда), а единицей измерения является 1 Дж/кг. 

Формула удельной теплоты плавления

Удельная теплота плавления находится по формуле:

λ=Q/m,

где Q – это количество теплоты, необходимое для того, чтобы расплавить тело массой m.

Опять-таки из опытов известно, что при отвердевании вещества выделяют такое же количество тепла, которое требовалось затратить на их расплавление. Молекулы, теряя энергию, образуют кристаллы, будучи не в силах сопротивляться притяжению других молекул. И опять-таки, температура тела не будет понижаться вплоть до того момента, пока не отвердеет все тело, и пока не выделится вся энергия, которая была затрачена на его плавление. То есть удельная теплота плавления показывает, как сколько надо затратить энергии, чтобы расплавить тело массой m, так и сколько энергии выделится при отвердевании данного тела. 

Для примера, удельная теплота плавления воды в твердом состоянии, то есть, удельная теплота плавления льда равна 3,4*105 Дж/кг.  Эти данные позволяют рассчитать, сколько потребуется энергии, чтобы расплавить лед любой массы. Зная также удельную теплоемкость льда и воды, можно рассчитать, сколько точно потребуется энергии для конкретного процесса, например, расплавить лед массой 2 кг и температурой — 30˚С и довести получившуюся воду до кипения. Такие сведения для различных веществ очень нужны в промышленности для расчета реальных затрат энергии при производстве каких-либо товаров.

 

Если оставить незакрытым сосуд с водой, то через некоторое время вода испарится. Если проделать тот же опыт с этиловым спиртом или бензином, то процесс происходит несколько быстрее. Если кастрюлю с водой нагревать на достаточно мощной горелке, то вода закипит.

Все эти явления являются частным случаем парообразования превращения жидкости в пар. Существует два вида парообразования испарение и кипение.

Что такое испарение

Испарением называют парообразование с поверхности жидкости. Объяснить испарение можно следующим образом.

При соударениях скорости молекул меняются. Часто находятся молекулы, скорость которых настолько велика, что они преодолевают притяжение соседних молекул и отрываются от поверхности жидкости. (Молекулярное строение вещества). Так как даже в небольшом объёме жидкости очень много молекул, такие случаи получаются довольно часто, и идёт постоянный процесс испарения.

Отделившиеся от поверхности жидкости молекулы образуют над ней пар. Некоторые из них вследствие хаотического движения возвращаются обратно в жидкость. Поэтому испарение происходит быстрее, если есть ветер, так как он уносит пар в сторону от жидкости (здесь также имеет место явление «захвата» и отрыва молекул с поверхности жидкости ветром).

Поэтому же в закрытом сосуде испарение быстро прекращается: количество «оторвавшихся» за единицу времени молекул становится равно количеству «вернувшихся» в жидкость.

Интенсивность испарения зависит от рода жидкости: чем меньше притяжение между молекулами жидкости, тем интенсивнее испарение.

Чем больше площадь поверхности жидкости, тем больше молекул имеют возможность покинуть её. Значит, интенсивность испарения зависит от площади поверхности жидкости.

При повышении температуры скорости молекул возрастают. Поэтому чем выше температура, тем интенсивнее испарение.

Что такое кипение

Кипение это интенсивное парообразование, которое происходит в результате нагревания жидкости, образования в ней пузырьков пара, всплывающих на поверхность и разрывающихся там.

Во время кипения температура жидкости остаётся постоянной.

Температура кипения это температура, при которой жидкость кипит. Обычно, говоря о температуре кипения данной жидкости, подразумевают температуру, при которой эта жидкость кипит при нормальном атмосферном давлении.

При парообразовании молекулы, которые отделились от жидкости, уносят из неё часть внутренней энергии. Поэтому при испарении жидкость охлаждается.

Удельная теплота парообразования

Физическую величину, характеризующую количество теплоты, которое требуется для испарения единичной массы вещества, называют удельной теплотой парообразования. (по ссылке более подробный разбор этой темы)

В системе СИ единица измерения этой величины Дж/кг. Её обозначают буквой L.

Чтобы рассчитать количество теплоты, которое потребляется при превращении в пар некоторой жидкости с удельной теплотой плавления L и массой m, применяют формулу:

Q = m*L

(где Q искомое количество теплоты).

 

Знаете ли вы, какова температура варящегося супа? 100 ˚С. Ни больше, ни меньше. При той же температуре закипает чайник, и варятся макароны. Что это значит?

Почему при постоянном подогреве кастрюльки или чайника горящим газом температура воды внутри не подымается выше ста градусов? Дело в том, что когда вода достигает температуры в сто градусов, вся поступающая тепловая энергия расходуется на переход воды в газообразное состояние, то есть испарение. До ста градусов испарение происходит в основном с поверхности, а достигнув этой температуры, вода закипает. Кипение – это тоже испарение, но только по всему объему жидкости. Пузырьки с горячим паром образуются внутри воды и, будучи легче воды, эти пузырьки вырываются на поверхность, а пар из них улетучивается в воздух.

До ста градусов температура воды при нагревании растет. После ста градусов при дальнейшем нагревании будет расти температура водяного пара. А вот пока вся вода не выкипит при ста градусах, ее температура не повысится, сколько энергии не прикладывай. Куда девается эта энергия, мы уже разобрались – на переход воды в газообразное состояние. Но раз существует такое явление, значит должна быть описывающая это явление физическая величина. И такая величина существует. Называется она удельной теплотой парообразования.

Удельная теплота парообразования воды

Удельная теплота парообразования – это физическая величина, которая показывает количество теплоты, нужное, чтобы превратить жидкость массой 1 кг в пар при температуре кипения. Обозначается удельная теплота парообразования буквой L. А единицей измерения является джоуль на килограмм (1 Дж/кг).

Удельную теплоту парообразования можно найти из формулы:

L=Q/m,

где Q – это количество теплоты,
m – масса тела.

Кстати, формула такая же, как и для расчета удельной теплоты плавления, разница лишь в обозначении. λ и L

Опытным путем найдены значения удельной теплоты парообразования различных веществ и составлены таблицы, откуда можно найти данные для каждого вещества. Так, удельная теплота парообразования воды равна 2,3*106 Дж/кг. Это означает, что на каждый килограмм воды необходимо потратить количество энергии, равное 2,3*106 Дж, чтобы превратить ее в пар. Но при этом вода должна уже обладать температурой кипения. Если вода изначально была более низкой температуры, то необходимо рассчитать еще то количество теплоты, которое потребуется для подогрева воды до ста градусов.

В реальных условиях часто требуется определить количество теплоты, необходимое для превращения в пар определенной массы какой-либо жидкости, поэтому чаще приходится иметь дело с формулой вида: Q=Lm, а значения удельной теплоты парообразования для конкретного вещества берут из готовых таблиц.

 

Согласитесь, что сегодня невозможно представить себе современный мир без автомобилей, поездов, теплоходов и так далее. А ведь так было не всегда.

Еще совсем недавно каких-то двести лет назад единственным средством передвижения по земле кроме собственных ног были лошади. Лошади возили телеги, повозки, кареты, даже вагоны по рельсам.

И мысль о том, что все это можно передвигать без помощи этих несчастных животных была из области фантастики. Тогда-то, в начале 19 века, и начались первые изобретения самоходных машин на основе парового двигателя.

В таком двигателе нагревался огнем наполненный водой котел, и пар от кипящей воды совершал механическую работу по приведению двигателя в ход. Двигатели были чудовищными, малоэффективными, огромными и небезопасными. Однако, на основе этих двигателей были созданы первые автомобили, паровозы и пароходы.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания

Людям понравилась эта затея, несмотря на все минусы. Тогда это было чудом техники. И лишь в 1860 году, когда паровые двигатели применялись уже повсеместно и перестали считаться чем-то необыкновенным, был изобретен первый двигатель внутреннего сгорания.

Еще 18 лет понадобилось, чтобы изобретение доработали до нормально работающего варианта, который и по сей день является основой любого двигателя внутреннего сгорания четырехтактного двигателя.

Еще через семь лет двигатели начали работать на бензине. До этого их топливом был светильный газ. В наше время практически везде применяются двигатели внутреннего сгорания с кратным четырем количеством цилиндров. Давайте рассмотрим устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Он состоит из цилиндра с поршнем, клапанов для впуска топлива и выпуска отработанных паров и коленчатого вала, соединенного с поршнем. Разберем, как работает двигатель внутреннего сгорания на основе простейшего одноцилиндрового движка.

Во время первого такта сквозь топливный клапан впускается горючая смесь бензина и воздуха. Поршень двигается вниз.

На втором такте поршень двигается вверх, сжимая эту смесь, отчего она нагревается.

Третий такт: сжатая смесь поджигается электрической свечой, и энергия от этого небольшого взрыва толкает поршень вниз, приводя в движение коленчатый вал. Энергии толчка достаточно, чтобы коленвал, вращаясь по инерции, приводил в движение поршень при последующих тактах.

И наконец, на четвертом такте, сквозь второй клапан отработанные газы выталкиваются поршнем из цилиндра. Как видно, только один из четырех тактов рабочий.

Для равномерного вращения вала и увеличения мощности совмещают на одном валу четыре цилиндра таким образом, чтобы во время каждого такта один из цилиндров был в стадии рабочего хода. В таком случае они равномерно и последовательно вращают коленвал. Восемь, двенадцать и более цилиндров применяются уже исключительно для увеличения мощности движка.

 

Развлекались ли вы в детстве таким нехитрым фокусом: если потереть о сухие волосы надутый воздушный шарик, а потом приложить его к потолку, то он как бы «прилипает»?

Нет? Попробуйте, это забавно. Не менее забавно потом торчат во все стороны волосы. Такой же эффект получается иногда при расчесывании длинных волос. Они торчат и липнут к расческе. Ну и всем знакомы ситуации, когда походив в шерстяных или синтетических вещах, прикасаешься к чему-то или к кому-то и чувствуешь резкий укол. В таких случаях говорят – бьешься током. Все это примеры электризации тел. Но откуда возникает электризация, если мы все прекрасно знаем, что электрический ток живет в розетках и батарейках, а не в волосах и одежде? 

Явление электризации тел: способы электризации

Явление электризации тел начинают изучать в восьмом классе. И начинают изучение с рассмотрения электризации тел при соприкосновении. Для этого на уроках проводят опыты с применением простейших способов электризации тел трением эбонитовой или стеклянной палочки о мех или шелк. Вы можете проделать такие опыты самостоятельно, вместо палочки можно взять пластмассовую ручку или линейку. Потрите ручку о шерсть или мех, а затем поднесите к мелко нарезанным кусочкам бумаги, соломинкам или шерстинкам. Вы увидите, как эти кусочки притягиваются к ручке. То же произойдет с тонкой струей воды, если поднести к ней наэлектризованную ручку.

Два рода электрических зарядов

Впервые подобные эффекты были обнаружены с янтарем, потому и были названы электрическими от греческого слова «электрон» – янтарь. И способности тел притягивать другие предметы после соприкосновения, а натирание – это лишь способ увеличить площадь соприкосновения, назвали электризацией или приданием телу электрического заряда. Опытным путем установили, что существует два рода электрических зарядов. Если натереть стеклянную и эбонитовую палочки, то они будут притягиваться между собой. А две одинаковые – отталкиваться. И это происходит не потому, что они не нравятся друг другу, а потому, что у них разные электрические заряды.  Электрический заряд стеклянной палочки условились называть положительным, а эбонитовой – отрицательным. Обозначаются они, соответственно, знаками «+» и «-». Опять-таки, эти названия взяты не в смысле того, то один вид заряда хороший, а второй плохой. Имеется в виду, что они противоположны друг другу. 

В наше время широко используют легко электризующиеся предметы – пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты. При трении таких веществ возникает электрический заряд, который иногда бывает как минимум неприятен, как максимум он может быть вреден. В промышленности с ними борются специальными средствами. В быту же самый простой способ избавиться от электризации – это смочить наэлектризованную поверхность. Если воды под рукой нет, то поможет прикосновение к металлу или земле. Эти тела снимут электризацию. А чтобы вообще не ощущать на себе эти неприятные эффекты рекомендуется пользоваться антистатиками.

 

Если вы походили в одежде из синтетической ткани, то очень вероятно, что вскоре вы ощутите не очень приятные последствия от такого занятия. Ваше тело наэлектризуется и, здороваясь с другом или дотрагиваясь до дверной ручки, вы ощутите острый укол тока.

Это не смертельно и не опасно, но не очень-то приятно. Каждый хотя бы раз в жизни сталкивался с подобным явлением. Но частенько мы узнаем, что наэлектризовались, уже по последствиям. Можно ли узнать, что тело наэлектризовано каким-нибудь более приятным способом, чем укол тока? Можно.

Для чего нужны электроскоп и электрометр?

Самый простой прибор для определения наэлектризованности – электроскоп. Принцип действия его очень прост. Если дотронуться до электроскопа телом, обладающим каким-либо зарядом, то этот заряд передастся металлическому стержню с лепестками внутри электроскопа. Лепестки приобретут заряд одного знака и разойдутся, отталкиваемые одноименным зарядом друг от друга. По шкале можно будет увидеть размер заряда в кулонах. Есть еще разновидность электроскопа – электрометр. Вместо лепестков на металлическом стержне в нем укреплена стрелка. Но принцип действия тот же – стержень и стрелка заряжаются и отталкиваются друг от друга. Величина отклонения стрелки показывает на шкале уровень заряда.(-19)  Кл (Кулона). Эта величина в миллиарды раз меньше величины заряда, который мы получаем, наэлектризовав волосы расческой.

Сущность электрического поля

Еще один вопрос, который возникает при изучении явления электризации, заключается в следующем. Чтобы передать заряд, нам надо прикоснуться непосредственно наэлектризованным телом к другому телу, но чтобы заряд подействовал на другое тело, непосредственный контакт не нужен. Так, наэлектризованная стеклянная палочка притягивает к себе кусочки бумаги на расстоянии, не дотрагиваясь до них. Может, это притяжение передается по воздуху? Но опыты показывают, что в безвоздушном пространстве эффект притяжения остается. Что же это тогда?

Это явление объясняют существованием вокруг заряженных тел определенного вида материи – электрического поля. Электрическому полю в курсе физики 8 класса дают следующее определение: электрическое поле – это особый вид материи, отличающейся от вещества, существующий вокруг каждого электрического заряда и способный действовать на другие заряды. Честно говоря, до сих пор нет однозначного ответа, что это такое, и каковы его причины. Все, что мы знаем об электрическом поле и его воздействии, установлено опытным путем. Но наука движется вперед, и хочется верить, что и данный вопрос когда-нибудь разрешится до полной ясности. Тем более, что хотя мы и не до конца понимаем природу существования электрического поля, тем не менее, мы уже довольно неплохо научились использовать это явление на благо человечества.

 

Мы знаем, что частица, которая является носителем элементарного электрического заряда – это электрон. Передача электронов телами и обусловливает существование и передачу электрического заряда.

При этом электрон заряжен отрицательно. Откуда же тогда берется положительный заряд? Еще мы знаем, что электроны входят в состав атомов. Однако, далеко не все атомы имеют отрицательный заряд. Что компенсирует отрицательный заряд электронов в атоме? И если электрон, входящий в состав атома так легко перемещается, как тогда может оставаться в устойчивости атом, а соответственно и вещество? На эти и другие вопросы дается ответ на уроках по строению атома в восьмом классе в курсе физики. Сейчас мы их разберем.

Электронная модель строения атома

Итак, модель электронного строения атома такова: в центре атома расположено положительно заряженное ядро, вокруг которого движутся отрицательно заряженные электроны. Количество электронов в атомах различных веществ различается. В атоме водорода один электрон, в атоме кислорода – восемь, в атоме железа – двадцать шесть.

Но главное в атоме – это совсем не количество электронов. В атоме главное – это состав ядра. Электроны могут покидать атом, и тогда он приобретает положительный заряд за счет положительного заряда ядра. Но свойства вещества при этом не изменяются. А вот если изменить состав ядра, то это будет уже другое вещество с другими свойствами. Сделать это очень сложно, однако возможно.

Ядро атома состоит из положительно заряженных частиц. Частицы называются протонами. В состоянии покоя количество протонов и электронов равно, таким образом атом имеет нулевой заряд. Масса каждого протона в 1840 раз больше массы любого электрона. Масса ядра — это около 99% массы всего атома.

А вот заряд протона равен по модулю заряду одного электрона. Опыты показали, что ядро состоит не только из протонов. В его состав входят еще частицы, не имеющие заряда и практически равные по массе протонам. Эти частицы назвали нейтронами. Различие в составе атома на один протон или нейтрон придает атому совсем другие свойства. Это уже разные вещества.

Атом может без всякого ущерба терять электроны, и тогда его заряд становится положительным. Такой атом называют положительно заряженным ионом. Атом может также и приобретать дополнительные электроны. В таком случае атом получает отрицательный заряд, и его называют отрицательным ионом. Надо еще сказать, что изменяться может только заряд атома в ту или иную сторону. Заряд каждого отдельного электрона или протона – величина постоянная, и изменяться не может ни при каких условиях.

 

Ни для кого не секрет, что радиация вредна. Это знают все. Все слышали про ужасные жертвы и опасность радиоактивного воздействия. Что же такое радиация? Как она возникает? Существуют ли разные виды радиации? И как от нее защититься?

Слово «радиация» происходит от латинского radius и обозначает луч. В принципе радиация – это все виды существующих в природе излучений – радиоволны, видимый свет, ультрафиолет и так далее. Но излучения бывают различными, некоторые из них полезны, некоторые вредны. Мы в обычной жизни привыкли словом радиация называть вредное излучение, возникающее вследствие радиоактивности некоторых видов вещества. Разберем, как на уроках физики объясняют явление радиоактивности.

Радиоактивность в физике

Мы знаем, что атомы вещества состоят из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Так вот ядро – это в принципе очень устойчивое образование, которое сложно разрушить. Однако, ядра атомов некоторых веществ обладают нестабильностью и могут излучать в пространство различную энергию и частицы.

Это излучение называют радиоактивным, и оно включает в себя несколько составляющих, которые назвали соответственно первым трем буквам греческого алфавита: α-, β- и γ- излучение. (альфа-, бета- и гамма-излучение). Эти излучения различны, различно и их действие на человека и меры защиты от него. Разберем все по порядку.

Альфа-излучение

Альфа-излучение — это поток тяжелых положительно заряженных частиц. Возникает в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. В воздухе альфа-излучение проходит не более пяти сантиметров и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним омертвевшим слоем кожи. Однако если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или воздухом, оно облучает внутренние органы и становится опасным.

Бета-излучение

Бета-излучение — это электроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Во время аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году пожарные получили ожоги кожи в результате очень сильного облучения бета-частицами. Если вещество, испускающее бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренние ткани.

Гамма-излучение

Гамма-излучение — это фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани. Плотные и тяжелые материалы, такие как железо и свинец, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.

Как видно, альфа-излучение по его характеристикам практически не опасно, если не вдохнуть его частички или не съесть с пищей. Бета-излучение может причинить ожоги кожи в результате облучения. Самые опасные свойства у гамма-излучения. Оно проникает глубоко внутрь тела, и вывести его оттуда очень сложно, а воздействие очень разрушительно.

В любом случае без специальных приборов знать, что за вид радиации присутствует в данном конкретном случае нельзя, тем более, что всегда можно случайно вдохнуть частички радиации с воздухом. Поэтому общее правило одно – избегать подобных мест, а если уж попали, то укутаться как можно большим количеством одежды и вещей, дышать через ткань, не есть и не пить, и постараться поскорее покинуть место заражения. А потом при первой же возможности избавиться от всех этих вещей и хорошенько вымыться.

Радиоактивность также можно рассматривать как свидетельство сложного строения атомов. Изначально еще философы древности представляли себе мельчайщую частицу вещества — атом — неделимой частицей. Как радиактивность позволила разрушить данное представление? Подробности по ссылке.

Агрегатные состояния вещества

АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

В газах при атмосферном давлении расстояния между молекулами много больше размера самих молекул. В связи с этим притяжение молекул газа мало. В жидкостях и твердых телах, плотность которых во много раз больше плотности газа, молекулы расположены ближе друг к другу.

Особенности агрегатного состояния вещества

Твёрдое тело

• сохраняет объём и форму
• кристалическая решетка

Жидкость

• сохраняет объём (не сжимается)
• легко меняет форму (текучесть)

Газ

• легко меняет свой объём (сжимается)
• не имеет собственной формы (летучий)

В природе изменение агрегатных состояний происходит в широких масштабах. С поверхности океанов, морей, рек и озёр испаряется вода, а при охлаждении водяного пара образуются облака, роса, туман или снег. Реки и озера зимой замерзают, а весной снег и лёд тают.

ПЛАВЛЕНИЕ

КРИСТАЛИЗАЦИЯ

ПАРООБРАЗОВАНИЕ

КОНДЕНСАЦИЯ

Процессы перехода

Ж

г

т

СУБЛИМАЦИЯ

ДЕСУБЛИМАЦИЯ

Кристаллом называют тело определенной геометрической формы, ограниченное естественными плоскими гранями.

Алмаз

Гранат

Изумруд

Кварц

Турмалин

Каменная соль

Температуру, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют

температурой кристаллизации .

Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления.

Температура плавления равна температуре кристаллизации.

t пл = t кр

В процессе плавления и кристаллизации вещества

его температура не изменяется.

Задания:

• Какой металл может расплавиться у вас в руках?
• Можно ли расплавит оловянного солдатика в алюминиевой кастрюле?
• Назовите самый тугоплавкий металл?

Сублимация

Сублимация  ( возго́нка ) — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкое. Примеры сублимации:

Кристаллы йода

Кристаллический йод

Пары йода

Кристаллы йода

На дно стакана помещают технический йод, подлежащий отчистке. Стакан накрывают круглодонной колбой, заполненной холодной водой, ставят на песочную баню и включают нагрев.

В стакане появятся слабо-фиолетовые пары (сублимация).

На поверхности колбы начнут оседать игольчатые кристаллы йода (десублимация ). Количество йода на дне колбы увеличивается. Кристаллы начнут образовывать на поверхности стекла плотную корку.

Примером десублимации являются такие атмосферные явления, как иней на поверхности земли и изморозь на ветвях деревьев и проводах.

Использование сублимации

Сублимированный кофе

Сублимационный принтер

Сублимированные ягоды

Возгонка также используется в пищевой промышленности: так, например, сублимированный кофе получают из замороженного кофейного экстракта через обезвоживание вакуумом.

Фрукты после сублимирования весят в несколько раз меньше, а восстанавливаются в воде.

Сублимированные продукты значительно превосходят сушеные по пищевой ценности, так как возгонке поддаётся только вода, а при термическом испарении теряются многие полезные вещества. Перед сублимацией пищевых продуктов используется быстрое замораживание (от −100 до −190 °C), что приводит к образованию мелких кристаллов, не разрушающих клеточные мембраны.

Сублимированные фрукты

Сублимированный кофе

Цех по производству сублимированных продуктов

• Круговорот воды в природе:

• Образование облаков:

• Образование осадков:

ТУМАН

• Образование осадков:

СНЕЖИНКИ, СНЕГ, ГРАД

• Образование осадков:

« Для Знаек» Плазма

Плазма — частично или полностью ионизованный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность. «Квазинейтральность» означает, что сумарный эл. заряд плазмы приблизительно равен нулю, несмотря на наличие заряженных частиц.

«Ионизированный» означает, что от значительной части атомов и молекул отделен хотя бы один электрон.

Солнце – это плазма

Использование плазмы.

Люминесцентные лампы

Дуговая сварка

Плазменная панель

Домашнее задание.

§§12,13, упр.7(устно)

Урок физики в 8 классе: «Агрегатные состояния вещества. Плавление и кристаллизация»

Нахатакян Лаура Кадыржановна, учитель математики и физики, первая квалификационная категория, «Приреченская общая средняя общеобразовательная школа» ЗКО Теректинский район, село Приречное

Цель урока: сформировать понятия у учащихся о плавлении и кристаллизации.

Задачи урока:

• Обучающая: ознакомить учащихся с понятием агрегатного состояния вещества. Дать определение о сублимации и десублимации.
• Уметь применять при решении задач удельного теплоты плавления.
• Развивающая: расширение кругозора учащихся, развивать мышление и память учащихся, развитие интереса учащихся к физике.
• Воспитательная: воспитывать организованность, сознательное отношение к усвоению учебного материала, самостоятельность мышления.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Оборудование к уроку: интерактивная доска, графики, учебник, рабочие тетради.

Межпредметная связь: естествознание, математика.

Ход урока:

I. Организационный момент
II. Актуализация знаний
III. Объяснение нового материала
IV. Решение задачи
V. Закрепление
VI. Итог урока
VII. Домашнее задание.

I. Организационный момент

Подготовить учащихся к работе на уроке. Учитель сообщает тему и цель урока.

II. Актуализация знаний

Ребята давайте вспомним

О свойствах тел, вещества которых находятся в разных агрегатных состояниях

1) Газ

• Не имеет формы
• Занимает весь предоставленный объём
• Легко сжимается

2) Жидкость

• Принимает форму сосуда
• Имеет объём
• Тяжело сжимается

3) Твердое тело

• Имеет форму
• Имеет объём
• Не сжимаемо

III. Объяснение нового материала

Расположение молекул в трех состояниях вещества

Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением, а переход из жидкого состояния в твердое — отвердевание или кристаллизация.

1. Как изменяется внутренняя энергия вещества?
2. Как изменяется энергия молекул и их расположение
3. Как изменяется характер движения молекул?
4. В какой момент тело начнет плавиться?
5. Изменяются ли молекулы вещества при плавлении?
6. Как изменяется температура вещества при плавлении?
7. Сравните внутреннюю энергию твердого тела и жидкости?

Жидкость в твердое тело

Отбираем у тела энергию (охлаждаем) — вещество отвердевает, кристаллизуется.

Переход вещества из жидкого состояния в твердое называют отвердеванием или кристаллизацией.

Температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют температурой отвердевания (кристаллизации)

Зарисовать данную схему в тетрадь

• Плавление — переход вещества из твердого состояния в жидкое.
• Парообразование — переход вещества из жидкого состояния в газообразное.
• Сублимация — переход вещества из твердого состояния в газообразное
• Кристаллизация — переход вещества из жидкого состояния в твердое.
• Конденсация — переход вещества из газообразного состояния в жидкое.
• Десублимация — переход вещества из газообразного состояния в твердое.

Видео-ролик: Температура плавление льда

График плавления и отвердевания кристаллических тел.

Подумаем вместе

1. Можно ли в алюминиевом сосуде расплавить медь? (ответ обоснуйте)
2. Какие металлы можно расплавить в медном сосуде?
3. Будет ли плавиться чугунная деталь, брошенная в расплавленную медь?
4. В каком состоянии (твердом или жидком) находится серебро и вольфрам при температуре 1000°С?
5. Может ли внутренняя энергия тела изменяться без изменения температуры? (приведите примеры, подтверждающие ваш ответ)

На рисунке изображен график изменения температуры нафталина.

1. Какому состоянию нафталина соответствует участок графика ВС?

Плавление

2. Сколько продолжалось нагревание жидкого нафталина?

2 минуты

3. До какой температуры нагрели нафталин?

До 110°С

IV. Решение задачи

V. Закрепление

Дополни

Переход вещества из твердого состояния в жидкое…..
Переход вещества из жидкого состояния в газообразное…..
Переход вещества из твердого состояния в газообразное….
Переход вещества из жидкого состояния в твердое…..
Переход вещества из газообразного состояния в жидкое…
Переход вещества из газообразного состояния в твердое….

VI. Подведение итога урока. Оценить знания учащихся

VII. Домашнее задание

§ 17 Выучить стр. 70–73

Ответить на вопросы № 1–5 стр. 82

Список используемой литературы:

А.Перышкин: физика 8 класс. Издательство: Дрофа, 2012 г.

Р.Башарулы, Г. Байжасарова, У.Токбергенова: физика 8 класс, Алматы: Издательство «Мектеп».

httpss://www.fizika.ru/

httpss://class-fizika.narod.ru/

httpss://www.fizmatika.ru/

Теплота сублимации — Chemistry LibreTexts

Молярная теплота (или энтальпия) сублимации — это количество энергии, которое необходимо добавить к моль твердого вещества при постоянном давлении, чтобы превратить его непосредственно в газ (без прохождения через жидкую фазу) . Сублимация требует, чтобы все силы были разделены между молекулами (или другими частицами, такими как ионы) в твердом теле, когда твердое тело превращается в газ. Теплота сублимации обычно выражается как \ (\ Delta H_ {sub} \) в единицах Джоулей на моль или килограмм вещества.

Введение

Сублимация — это процесс превращения твердого вещества в газ без прохождения через жидкую фазу. Чтобы возвысить вещество, определенная энергия должна быть передана веществу посредством тепла (q) или работы (w). Энергия, необходимая для возвышения вещества, зависит от его свойств и температуры и должна быть достаточной для выполнения всех следующих действий:

1. Возбудите твердое вещество так, чтобы оно достигло своей максимальной теплоемкости (энергии) (q) в твердом состоянии.
2. Разорвать все межмолекулярные взаимодействия, удерживающие твердое вещество вместе
3. Возбудить несвязанные атомы вещества до достижения минимальной теплоемкости в газообразном состоянии

Разложение \ (\ Delta H_ {sub} \)

Хотя процесс сублимации не включает твердое тело, выделяющееся через жидкую фазу, тот факт, что энтальпия является функцией состояния, позволяет нам построить «термодинамический цикл» и сложить вместе различные энергии, связанные с твердой, жидкой и газовой фазами. (е.г., закон Гесса).

Рисунок 1: График ниже показывает включение жидкой фазы, график просто показывает, сколько энергии необходимо для возгонки твердого вещества. Напомним, что сублимация не включает жидкую фазу и тот факт, что энтальпия является функцией состояния, позволяет нам сложить энтальпии плавления и испарения вместе, чтобы найти энтальпию сублимации.

Энергии, участвующие в сублимации, могут быть выражены суммой изменений энтальпии для каждого шага:

\ (\ Delta H_ {sub} = \ Delta E_ {therm_ {s}} + \ Delta E_ {bond_ {solid \ rightarrow liquid}} + \ Delta E_ {therm_ {solid}} + \ Delta E_ {bond_ {l \ rightarrow \, g}} \)

Напомним, что для функций состояния важны только начальное и конечное состояния вещества.Скажем, например, что состояние A — это начальное состояние, а состояние B — это конечное состояние. То, как вещество переходит из состояния A в состояние B, не так важно, как состояние A и состояние B. Что касается функции состояния энтальпии, то энергии, связанные с энтальпиями (чьи связанные состояния материи примыкают друг к другу), являются аддитивными. Хотя при сублимации твердое тело не проходит через жидкую фазу на пути к газовой фазе, требуется такое же количество энергии, которое требуется для того, чтобы сначала расплавиться (сплавиться), а затем испариться.

ΔE

_{термическое (материальное состояние)}

На изменение тепловой энергии указывает изменение температуры (в Кельвинах) вещества в любом конкретном состоянии вещества. Изменение тепловой энергии выражается уравнением

\ (\ Delta E_ {therm} = C_p \ times \ Delta T \)

с

• \ (C_p = \ text {теплоемкость} _ {\ text {(определенного состояния вещества)}} \)
• \ (\ Delta T = T _ {(окончательный)} — T _ {(начальный)} \)

Подробнее о теплоемкости и удельной теплоемкости см. Теплоемкость.

ΔE

_{связь (переход из состояния 1 в состояние 2)}

Энергия связи — это количество энергии, которое группа атомов должна поглотить, чтобы она могла претерпеть фазовый переход (переход от состояния с более низкой энергией к состоянию с более высокой энергией). Измеряется

\ (\ Delta E_ {bond} = \ Delta H_ {вещество _ {\ text {изменение фазы}}} * \ Delta mass _ {(вещество)} \)

, в котором \ (\ Delta H_ {субстанция_ {изменение фазы}} \) — энтальпия, связанная с определенным веществом при определенном фазовом изменении.Общие типы энтальпий включают теплоту плавления (плавления) и теплоту испарения. Напомним, что синтез — это фазовый переход, который происходит между твердым состоянием и жидким состоянием, а испарение — это фазовый переход, который происходит между жидким состоянием и состоянием газа. Обратите внимание на , что если вещество имеет более чем тип внутримолекулярной силы, удерживающей солди вместе, то вещество должно поглотить достаточно энергии, чтобы разрушить все различные типы межмолекулярных сил, прежде чем вещество сможет сублимировать.

¹

\ (\ Delta H_ {sub} \) всегда больше, чем \ (\ Delta H_ {vap} \)

Испарение — это перенос молекул вещества из жидкой фазы в газовую фазу . Сублимация — это перенос молекул из твердой фазы в газовую фазу . Твердая фаза имеет более низкую энергию, чем жидкая фаза: поэтому вещества всегда выделяют тепло при замерзании, поэтому \ (\ Delta E_ {fus \, (s \ rightarrow l)}> 0 \).Следовательно, хотя и сублимация, и испарение включают изменение вещества в газообразное состояние, изменение энтальпии, связанное с сублимацией, всегда больше, чем при испарении. Это связано с тем, что твердое тело имеет меньшую энергию, чем у жидкости, а это означает, что для возбуждения твердого тела в его газовую фазу требуется больше энергии, чем для возбуждения жидкости в ее газообразную фазу.

Другой способ взглянуть на это явление — взглянуть на различные энергии, связанные с теплотой сублимации:

1. \ (\ Delta E_ {therm \, (s)} \)
2. \ (\ Delta E_ {fus \, (s \ rightarrow l)} \)
3. \ (\ Delta E_ {therm \, (l)} \) и
4. \ (\ Delta E_ {vap \, (l \ rightarrow g)} \)

Мы уже знаем, что ΔE _связь = ΔH _{(фазовый переход)} * Δm _{(измененное вещество)} и ΔE _{связь (lg)} = ΔH _(lg) * Δm _{(газ создается)} .Следовательно, \ (\ Delta E_ {vap \, (l \ rightarrow g)} \) на самом деле является одним из компонентов \ (\ Delta H_ {sub} \).

Пример 1

Рассмотрим сублимацию льда:

\ [H_2O _ {(s)} \ rightarrow H_2O _ {(g)} \]

Сублимация может быть разложена в два этапа (при условии отсутствия изменения температуры, т. Е. Отсутствия проблем с теплоемкостью):

• Шаг 1. Таяние твердой воды для получения жидкой воды

\ [H_2O _ {(s)} \ rightarrow H_2O _ {(l)} \]

• Этап 2: Испарение жидкой воды с образованием газообразной воды

\ [H_2O _ {(l)} \ rightarrow H_2O _ {(g)} \]

Изменение энтальпии на этапе 1 — это молярная теплота плавления , \ (\ Delta H_ {fus} \), а изменение энтальпии на этапе 2 — это молярная теплота парообразования , \ (\ Delta H_ {vap} \).Объединив эти два уравнения и исключив все, что появляется с обеих сторон уравнения (например, жидкая вода), мы вернемся к уравнению сублимации:

Шаг 1 + Шаг 2 = Сублимация

Следовательно, теплота сублимации \ (\ Delta H_ {sub} \) равна сумме теплоты плавления и испарения:

\ [\ Delta H_ {fus} + \ Delta H_ {vap} = \ Delta H_ {sub} \]

Следовательно, если \ (\ Delta H_ {fus} \) не равно или меньше нуля (что НИКОГДА не является), \ (\ Delta H_ {sub} \) должно быть больше \ (\ Delta H_ {vap} \).

Куда уходит добавленная энергия?

Энергию можно наблюдать разными способами. Как показано выше, ΔE _— можно выразить как ΔE _{термический +} ΔE _связка . Другой способ выражения ΔE _— — это изменение потенциальной энергии, ΔPE , плюс изменение кинетической энергии, ΔKE. Потенциальная энергия — это энергия, связанная со случайным движением, тогда как кинетическая энергия — это энергия, связанная со скоростью (движение с направлением). ΔE _до = ΔE _{термический +} ΔE _связь и ΔE _до = ΔPE + ΔKE связаны уравнениями

ΔPE = (0,5) ΔE _{термический +} ΔE _связка
ΔKE = (0,5) ΔE _{термический}

для веществ в твердом и жидком состояниях. Обратите внимание на , что ΔE _{термический} делится между ΔPE и ΔKE для веществ в твердом и жидком состояниях. Это связано с тем, что межмолекулярные и внутримолекулярные силы, существующие между атомами вещества (например, атомная связь, силы Ван-дер-Ваальса и т. Д.), Еще не диссоциированы и не позволяют атомным частицам свободно перемещаться по атмосфере (со скоростью). Потенциальная энергия — это просто способ получить энергию, и она обычно описывает случайное движение, которое происходит, когда атомы вынуждены находиться рядом друг с другом.Точно так же кинетическая энергия — это просто еще один способ получить энергию, который описывает энергичную борьбу атома за перемещение и отрыв от группы атомов. Таким образом, тепловая энергия, добавляемая к веществу, делится поровну между потенциальной и кинетической энергиями, потому что все аспекты движения атомов должны возбуждаться одинаково

Однако, как только межмолекулярные и внутримолекулярные силы, ограничивающие движение атомов, диссоциированы (когда было добавлено достаточно энергии), потенциальная энергия больше не существует (для одноатомных газов), потому что атомы вещества больше не вынуждены вибрировать и быть в контакте с другими атомами.Когда группа атомов находится в газообразном состоянии, ее атомы могут направить всю свою энергию на удаление друг от друга (кинетическая энергия).

Практическое применение тепла сублимации

Теплота сублимации может быть полезна при определении эффективности лекарств. Лекарства часто принимают в виде таблеток (твердой), и содержащиеся в них вещества могут со временем возвыситься, если таблетка со временем поглощает слишком много энергии. Часто вы можете встретить фразу «избегайте чрезмерного нагрева бутылочек с обычными болеутоляющими» (напр.г. Адвил). Это связано с тем, что в условиях высоких температур таблетки могут поглощать тепловую энергию, и может происходить сублимация.

Практические задачи

1. Если теплота плавления для H ₂ O составляет 333,5 кДж / кг, удельная теплоемкость H ₂ O _(л) составляет 4,18 Дж / (г * К), теплота испарения для H ₂ O составляет 2257 кДж / кг, затем рассчитайте количество тепла, необходимое для преобразования 1,00 кг H ₂ O _(с) с начальной температурой 273 K в пар при 373 K. Совет : 273 K — это температура фазового перехода твердое тело-жидкость, а 373 K — температура фазового перехода жидкость-газ.
2. Используя информацию, приведенную в первом вопросе, рассчитайте теплоту сублимации для 1,00 моль H ₂ O, когда начальная температура твердого вещества составляет 273 К. Совет : молярная масса H ₂ O составляет ~ 18,0 г / моль или 0,018 кг / моль.
3. Используя информацию, приведенную в первом вопросе, рассчитайте теплоту сублимации для 1,00 кг H ₂ O при начальной температуре 200 К.Удельная теплоемкость для H ₂ O _(s) составляет 2,05 кДж / (кг * K).
4. Если теплота плавления Au составляет 12,6 кДж / моль, удельная теплоемкость Au _(л) составляет 25,4 Дж / (моль * K), теплота испарения Au составляет 1701 кДж / кг, затем рассчитайте теплота сублимации для 1,00 моль Au _(s) с начальной температурой 1336 K. Совет : 1336 K — температура фазового перехода твердое тело-жидкость, а 3243 K — температура фазового перехода жидкость-пар.
5. Если теплота сублимации Cu составляет 349,9 кДж / моль, удельная теплоемкость Cu _(л) составляет 0,0245 кДж / (моль * K), теплота испарения Cu составляет 300,3 кДж / моль, затем рассчитайте теплота плавления при 1357 K для 1,00 моль Cu _(s) при температуре ( Hint : 1357 K — температура фазового перехода твердое тело-жидкость, а 2835 K — температура фазового перехода жидкость-пар).

Решения

1. Разбейте эволюцию на составляющие этапы:
   • Плавка 1 кг H ₂ O (лед) при \ (T_i = 273 \; K \): \ [(333.5 \; кДж / \ cancel {кг}) (1.0 \; \ cancel {kg}) = 333,5 \; кДж \]
   • Нагревание 1 кг H ₂ O (вода) от \ (T_i = 273 \; K \) до \ (T_f = 373 \; K \): \ [(1.0 \; \ cancel {kg}) ( 4.18 \; \ cancel {J} / \ cancel {g} \ cdot K) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel {g}} {1 \; \ cancel {kg}} \ right) \ left (\ dfrac {1 \; кДж} {1000 \; \ cancel {J}} \ right) (373 \; K — 273 \; K) = 418 \; кДж \]
   • Кипячение 1 кг H ₂ O (вода) в пар: \ [(2257 \; кДж / \ cancel {кг}) (1.0 \; \ cancel {кг}) = 2257 \; кДж \]
     • Сложите их все вместе, чтобы получить добавленную общую энтальпию \ [= 333.5 \; кДж + 418 \; кДж + 2257 \; кДж = 3008,5 \; кДж \]
2. \ (\ Delta H_ {sub} \) для 1 моль H ₂ O (при T _i = 273K) = (3008,5 кДж / кг) (0,018 кг / моль) = 54,153 кДж / моль
3. \ (\ Delta H_ {sub} \) для 1 кг H ₂ O (при T _i = 200K) = 3008,5 кДж / кг + (2,05 кДж / K * кг) (1,0 кг) (273-200K ) = 3158,15 кДж / кг
4. \ (\ Delta H_ {sub} \) для 1 моль Au (при T _i = 1336 K) = (12,6 кДж / моль) (1 \; моль) + (0,0254 кДж / моль * K) (3243- 1336 \; K) + (1701 кДж / кг) (0.197 кг / моль) = 396,1 кДж / моль
5. \ (\ Delta H_ {fus} \) для Cu (при T = 1356K) = 349,9 кДж / моль — (0,0245 кДж / моль * K) (2843-1357 \; K) — (300,3 кДж / моль) (1 \; моль) = 13,2 кДж / моль 900 · 10

Сноски

1.

Дмитрий Бедров, Олег Бородин, Грант Д. Смит, Томас Д. Сьюэлл, Дана М. Даттельбаум и Льюис Л. Стивен. «Моделирование молекулярной динамики кристаллического 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензола в зависимости от давления и температуры». ЖУРНАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ 131, 2009.

2.

Адвил флакон. 24 таблетки ибупрофена по 200 мг. Опыт 12/08.

3.

Паскаль Тулелль, Жорж Ситха, Жерар Пепе, Эрик Гарсия, Кристиан Хофф и Стефан Вислер. «Измерение энтальпии сублимации активных фармацевтических ингредиентов: подтверждение энергии кристаллов и прогнозирование свойств кристаллов». Выращивание кристаллов и дизайн (2009): 4706–4709. Распечатать.

Внешние ссылки

1. Адвил флакон. 24 таблетки ибупрофена по 200 мг. Опыт 12/08.
2. Дмитрий Бедров, Олег Бородин, Грант Д.Смит, Томас Д. Сьюэлл, Дана М. Даттельбаум и Льюис Л. Стивен. «Моделирование молекулярной динамики кристаллического 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензола в зависимости от давления и температуры». Журнал химической физики 131 (2009): 1-4.
3. Паскаль Тулелле, Жорж Ситха, Жерар Пепе, Эрик Гарсия, Кристиан Хофф и Стефан Вислер. «Измерение энтальпии сублимации для активных фармацевтических ингредиентов: подтверждение энергии кристаллов и прогнозирование характеристик кристаллов».» Выращивание кристаллов и дизайн (2009): 4706–4709.
4. Петруччи, Ральф Х., Уильям С. Харвуд, Ф. Г. Херринг и Джеффри Д. Мадура. Общая химия: принципы и современные приложения. 9 изд. Верхняя Сэдл Ривер, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл, 2007. 242–248.
5. Поттер, Венделл. «Применение моделей к тепловым явлениям». Физика колледжа: модельный подход , часть 1 . Hayden McNeil Publishing: Плимут, Мичиган, 2010. 7-20.

Авторы и авторство

Что происходит, когда вещество сублимируется? — AnswersToAll

Что происходит при возгонке вещества?

Сублимация: процесс, при котором твердое вещество превращается в газовую фазу без предварительного плавления с образованием жидкой фазы.(Сублимация не является синонимом испарения; испарение — это фазовый переход из жидкости в газ.) Часто происходит с веществами, имеющими высокое давление пара при комнатной температуре.

Что означает сублиматы в науке?

Сублимация — это преобразование твердой и газообразной фаз вещества без промежуточной жидкой стадии.

Что означает сублимированная субстанция?

Сублимация — это переход вещества непосредственно из твердого состояния в газообразное, без перехода через жидкое состояние.Таким образом, все твердые вещества, обладающие заметным давлением пара при определенной температуре, обычно могут сублимироваться на воздухе (например, водяной лед чуть ниже 0 ° C).

Какие сублиматы объясняют на примерах?

Сублимация — это процесс, при котором вещество переходит из твердого состояния непосредственно в парообразное. Пример: сухой лед, нафталиновые шары и т. Д.

Что такое сублиматный пример?

сублимация. В физике преобразование вещества из твердого в газообразное состояние без превращения его в жидкость.Примером может служить испарение замороженного диоксида углерода (сухой лед) при обычных атмосферных давлении и температуре. Это явление является результатом зависимости давления пара и температуры.

Что такое сублимируемое и несублимируемое?

Сублимируемое вещество = вещества, которые непосредственно переходят из твердого состояния в газообразное. Несублимируемый = Вещества, которые проходят через три состояния материи. Мы можем легко разделить сублимируемые и несублимируемые вещества, так как: Сублимируемое вещество сначала выходит в виде газа.

Что такое десублимация в химии?

Десублимация или осаждение — это фазовый переход от газа непосредственно к твердому, без промежуточной жидкой фазы. Десублимация — это процесс, обратный сублимации.

Какие примеры сублимации?

Некоторые примеры сублимационной химии — это процессы, в которых задействованы вода, углекислый газ, йод, мышьяк или сера. Сублимация — это процесс прямого перехода из твердого состояния в газообразное без прохождения через жидкую фазу.

Какой пример сублимации в науке?

Сублимация — это специальное изменение состояния, когда твердое вещество пропускает жидкую фазу и переходит непосредственно в газовую фазу. Это происходит потому, что вещество настолько быстро поглощает энергию из окружающей среды, что плавления никогда не происходит. Примеры сублимации: 1. Сублимирует «сухой лед» или твердый диоксид углерода.

Что такое сублимация в органической химии?

Иллюстрированный глоссарий органической химии.Сублимация: процесс, при котором твердое вещество превращается в газовую фазу без предварительного плавления с образованием жидкой фазы. (Сублимация не является синонимом испарения; испарение — это фазовый переход из жидкости в газ.) Часто происходит с веществами, имеющими высокое давление пара при комнатной температуре.

Что такое сублимация в науке?

сублимация — (химия) переход непосредственно из твердого в газообразное состояние без перехода в жидкое состояние. химическая наука, химия — наука о веществе; раздел естественных наук, изучающий состав веществ, их свойства и реакции.

Phases — The Physics Hypertextbook

Обсуждение

основы

Этот раздел превратился в катастрофу эпических масштабов.

газ и хаос имеют родственную этимологию

Ян ван Гельмонт (1577–1644) Бельгия

Записки из давно забытого источника. «Хаос (χαος) использовался для определения наиболее дисперсного и жидкого состояния материи, в котором не может наблюдаться особого порядка. Достаточно интересно, когда ван Гельмонт хотел обозначить паровое состояние материалов, которые он изучал, использовал термин хаос. но с особым фламандским акцентом, переводя его на газ, по которому это государство известно нам сегодня.«

На мой взгляд, сложность воображаемая, а не реальная. Жесткость и пластичность — это не абсолютные термины, а относительные, и все твердые тела на самом деле являются жесткими и пластичными. Очевидный контраст между этими двумя свойствами принадлежит лаборатории и тем явлениям природы, которые связаны с малыми массами и малыми силами. Когда задействованы огромные массы и огромные силы, как, например, в создании континентов и горных цепей, различие теряет ценность. Явления горного строения демонстрируют, что при достаточных деформациях большие горные породы как изгибаются, так и текут.

Роща Карла Гилберта, 1892

Фазовые диаграммы

Повышенное давление увеличивает диапазон температур, в котором вещество может существовать в виде жидкости. Пониженное давление уменьшает этот диапазон. При определенном особом давлении точки кипения и плавления сравняются, и вещество больше не может существовать как жидкость. Ниже этого давления возможен только фазовый переход от твердого тела к газу (и наоборот). Это фазовое изменение называется сублимацией (обратный процесс называется осаждением , или десублимацией), а температура, при которой это происходит, называется точкой сублимации (или температурой сублимации).В этом суть предстоящего обсуждения. Если этой информации для вас достаточно, прекратите читать и переходите к следующему разделу. Если вы хотите понять, о чем я говорю, продолжайте читать. Знание , почему происходит какое-то явление , часто более важно, чем знание , что оно происходит. (Конечно, верно и обратное, поэтому я предлагаю вам прочитать или забежать вперед.)

В определенной степени жидкости похожи на тюрьму строгого режима. (Твердые вещества похожи на тюрьму строгого режима в постоянной изоляции, но это другое дело.) Молекулы внутри имеют ограниченную свободу и могут уйти нечасто или с большим усилием. Пока жидкость имеет некоторую площадь поверхности, открытую для атмосферы, кое-где молекула внутри жидкости у поверхности будет двигаться достаточно быстро, чтобы покинуть жидкую тюрьму и насладиться свободой молекулы пара в окружающей атмосфере. Но в отличие от тюрьмы возможен и обратный процесс. Время от времени молекула в атмосфере будет перемещаться достаточно быстро, чтобы проложить себе путь через плотно охраняемые стенки жидкости, только чтобы оказаться в ловушке внутри.Оба события происходят одновременно, но не обязательно с равной вероятностью.

Эти процессы отличаются от заключенных, входящих и выходящих из тюрьмы, тем, что они не столько регулируются законами хорошего или плохого поведения, сколько физическими законами, описывающими энергию и импульс. Если молекула жидкости имеет достаточный импульс в правильном направлении, она выйдет из жидкости. Точно так же, если молекула пара имеет достаточный импульс и движется в неправильном направлении, она присоединится к жидкости.

Дана капля воды на стенке стакана; когда из капли выходит больше молекул воды, чем выходит из атмосферы, считается, что капля испаряется . Когда больше молекул входит, чем уходит, считается, что вода в атмосфере конденсируется на стекле. Когда скорость, с которой эти два события равны, считается, что капля находится в состоянии равновесия — или, точнее, динамического равновесия , чтобы отличить ее от статического равновесия неподвижного моста или горизонтально летящего самолета.

Вся эта бла-бла необходима для оставшейся части обсуждения, так что наберитесь терпения.

Что такое кипение и чем оно отличается от испарения? Оба процесса включают один и тот же фазовый переход жидкости в газ, но если испарение может происходить при любой температуре, кипение происходит только при определенной температуре. Вернемся к только что обсужденному описанию испарения.

Испарение происходит всякий раз, когда из жидкости выходит больше молекул, чем входит. Конденсация возникает всякий раз, когда больше входит, чем выходит.Эти изменения вызваны концентрацией молекул жидкости в атмосфере. Когда их концентрация низкая, более вероятно, что молекулы выйдут из жидкой фазы, чем войдут в нее, поэтому испарение является правилом. Когда их концентрация высока, более вероятно, что молекулы войдут в жидкую фазу, чем покинут ее. Когда ни один из процессов не доминирует, это должно быть связано с тем, что в атмосфере есть нужная концентрация молекул жидкости, плавающих внутри нее — ни больше, ни меньше, чем та, с которой она может справиться.В этих условиях считается, что атмосфера насыщена на .

Самые энергичные молекулы пара, присутствующие в атмосфере, пробиваются в жидкость. Самые энергичные молекулы жидкости пробиваются в атмосферу. В атмосфере есть место, но есть предел. Когда это достигается, испарение прекращается. То, что мы имеем здесь, — это война — война импульса в микроскопическом масштабе или война давления в макроскопическом масштабе.

Я потерял счет, куда я направлялся….

Неорганизованные банкноты.

• Жидкость можно довести до кипения…
  • за счет повышения температуры до точки кипения под давлением окружающей среды или
  • за счет снижения давления окружающей среды до тех пор, пока точка кипения не сравняется с температурой жидкости.
• Пузырьки, образующиеся при кипении, содержат пар жидкости. Это явление называется зародышеобразованием . Пузыри образуются в местах зарождения; как правило, небольшие дефекты стенок емкости или крупинки твердого материала.
• Скороварка сокращает время приготовления, заставляя воду оставаться жидкостью при температурах намного выше, чем это было бы возможно в обычной кастрюле.
• Кавитация — образование пузырьков в жидкости механическими средствами; как правило, быстрое вращение или вибрация погруженной твердой поверхности, такой как пропеллер, или в вихрях позади объекта, погруженного в жидкость с высокой скоростью потока ( v > 14 м / с при 1 атм.). Если подводные лодки должны «работать бесшумно», они должны поддерживать низкую скорость вращения гребных винтов.Кавитация возникает всякий раз, когда местное давление в жидкости падает ниже давления насыщенного пара.
• Жидкости могут существовать при отрицательном давлении, если они находятся под напряжением.
• Температура сублимации водяного льда в марсианских атмосферных условиях составляет 198 К.
• Температура сублимации льда в вакууме 152 К (кажется маловата)
• Замороженный диоксид углерода также известен как сухой лед, поскольку он не может существовать в виде жидкости при нормальном давлении. Сухой лед не тает, он сублимирует.
• вода из глубоководных термальных источников может быть горячей до 700 ° F, но при этом не закипать
• температура кипения воды снижается на 1 ° F на каждые 500 футов увеличения высоты
• сублимация, сублимационная сушка. лиофилизация: λύω «разрыхлить или растворить» + φίλος «друг», без растворителей? (Свободный и решающий имеют одну этимологию. Удивительно!) Современное греческое слово — κρυοαποξήρανση, что буквально означает «заморозить от высыхания» + ing. сгущенное молоко, ожоги в морозильной камере для продуктов, хранящихся в морозильной камере в течение некоторого времени, сублимационная сушка — это контролируемая форма ожогов в морозильной камере.Первоначально представленный в 1813 году Уильямом Хайдом Валластоном Лондонскому королевскому обществу.
• 1856 Гейл Борден получила первый патент на сгущенное молоко из США и Англии.
• Пары могут конденсироваться только за счет сжатия, газы также необходимо охлаждать
• аномальное поведение воды, расширяется при замерзании

Добавить текст моста?

фаз и растворенных веществ

неорганизованные мысли

• растворенные вещества (растворенные вещества)
• Соль снижает температуру плавления воды, что делает ее эффективным антиобледенителем при умеренно низких температурах.
• С 16 века известно, что соль снижает температуру замерзания воды, и в 18 веке удалось достичь -33 ° C, используя этот факт.
• антифриз / охлаждающая жидкость

стекло

Стекло — это не такой материал, как сталь или бетон. Это название, данное фазе вещества, равной по важности твердой, жидкой, газовой или плазменной фазам. Стекла сочетают в себе свойства жидкостей и твердых тел, но при этом существенно отличаются от каждого из них.В каком-то смысле стаканы — это переохлажденные жидкости, но не следует воспринимать это описание слишком буквально. Стекла имеют такой же беспорядок, что и жидкости, они текут примерно так же, как и твердые тела; То есть очки вообще не текут. С другой стороны, стекла — это просто неупорядоченные твердые тела, но опять же не следует воспринимать это описание слишком буквально. Стекла неупорядочены не больше, чем жидкости; Другими словами, очки наполовину упорядочены (или наполовину расстроены для вас, пессимистов).

Атомы в стакане прочно удерживаются на месте, как в твердом теле, но расположены беспорядочно, как в жидкости.Это придает очкам некоторую механическую прочность, но не настолько, насколько они являются твердыми. Когда стекла выходят из строя, они растрескиваются по изогнутым поверхностям, на которых видны модели течения жидкости, застывшей во времени. Стекла обычно формируются путем плавления кристаллических материалов при высоких температурах с последующим их «быстрым» охлаждением, прежде чем атомы получат возможность устроиться в красивую, хорошо упорядоченную структуру.

Стекла обладают одинаковыми свойствами как с твердыми телами, так и с жидкостями.

цельный	стекло	жидкость
атомный порядок дальнего действия	атомный порядок ближнего действия	атомный порядок ближнего действия
при разрыве твердых тел они разрушаются по плоским поверхностям	стекла ломаются по криволинейным поверхностям при разбивании очков	жидкости не выдерживают поперечных сил
очень низкая атомная подвижность	очень низкая атомная подвижность	Ограниченная атомная подвижность
сохраняют свою форму в течение длительного времени и возвращаются к своей исходной форме после снятия напряжений	сохраняют свою форму в течение длительного времени и возвращаются к своей исходной форме после снятия напряжений	принимают форму своего контейнера до предела своего объема, который более или менее фиксирован

Неопределенная температура плавления.Нет плато на кривой нагрева / охлаждения.

Стекла — это неравновесный материал, поэтому их физические свойства зависят от процесса, использованного для их изготовления.

Коммерческие очки…

Первые стеклянные сосуды не были формованы или выдуты, а были вылеплены из стеклянных блоков 4000 лет назад в восточном Средиземноморье (Месопотамия, Египет и прилегающие территории). Эти стеклянные объекты были сформированы более 3000 лет назад в Египте, но у них , а не , изменили форму сколько-нибудь заметно.Это потому, что очки — это не жидкость. Они не текут при температурах намного ниже их точки плавления.

Плиний Старший. Натуральная история . (Не могу поверить, что латинский и английский тексты совпадают.)

Pars Syriae, quae Phoenice voiceatur, finitima Iudaeae intra montis Carmeli radices paludem habet, quae vocatur Candebia. ex ea creditur nasci Belus amnis quinque milium passuum spatio in mare perfluens iuxta Ptolemaidem coliam. lentus hic cursu, insaluber potu, sed caerimoniis sacer, limosus, vado profundus, non nisi refuso mari harenas fatetur; fluctibus enim volutatae nitescunt detritis sordibus.		В Сирии есть область, известная как Феника, примыкающая к Иудее и охватывающая между нижними гребнями горы Кармел болотистую местность, известную под названием Кендебия. Предполагается, что в этом районе берет начало река Бел, которая на протяжении пяти миль впадает в море недалеко от колонии Птолемеев. Течение этой реки слабое, а вода вредна для питья, но считается священной для соблюдения некоторых религиозных обрядов. Полная слизистых отложений и очень глубокая, река обнажает свои пески только в отливе прилива; которые, взволнованные волнами, отделяются от своих нечистот и таким образом очищаются.Принято считать, что именно едкость морской воды оказывает слабительное действие на песок, и что без этого воздействия он не может быть использован. Берег, на котором собирается этот песок, имеет протяженность не более полумили; и все же на протяжении многих веков это было единственное место, где использовался материал для изготовления стекла.
tunc et marino creduntur adstringi morsu, non prius utiles. quingentorum est passuum non ampius litoris spatium, idque tantum multa per saecula gignendo fuit vitro.Fama est adpulsa nave mercatorum nitri, cum sparsi per litus epulas pararent nec esset cortinis attollendis lapidum occio, glaebas nitri e nave subdidisse, quibus acnsis, permixta harena litoris, tralucentes novi Liquores fluxisse rivos, et origin han.		Рассказывают, что корабль, груженый селитрой, пришвартовался на этом месте, купцы, готовя свою трапезу на берегу моря, не найдя под рукой камней для поддержки своих котлов, использовали для этой цели несколько комков селитры. которые они взяли с судна.Когда он подвергся действию огня в сочетании с песком морского берега, они увидели прозрачные потоки, вытекающие из доселе неизвестной жидкости: это, как говорят, было источником стекла.

До середины 19 века существовало только два вида товарного стекловолокна: натриево-известковое стекло и бесцветное стекло, содержащее свинец. Затем в 1884 году Отто Шотт…

Большая часть этого была адаптирована из Музея стекла Корнинга. Меньшая часть поступила от British Glass.

Типы или категории по химическому составу.

1. Натриевое стекло [ кронное стекло ] является наиболее распространенным (90% стекла) и наименее дорогим видом стекла. Обычно он содержит 60-75% кремнезема [диоксид кремния SiO ₂ ], 12-18% соды [оксид натрия Na ₂ O], 5-12% извести [оксид кальция CaO]. Устойчивость к высоким температурам и резким перепадам температуры плохая, а устойчивость к коррозионным химическим веществам вполне удовлетворительна.[Пропускает видимый свет, но поглощает ультрафиолет. Используется для изготовления окон и бутылок.]

   {Коронное стекло}, разновидность стекла, используемого для изготовления тончайшего листового или оконного стекла, состоящее в основном из силиката соды или поташа и извести без примеси свинца; выпуклая половина ахроматической линзы состоит из коронного стекла; — так назвали из-за приданной ему в процессе выдувания формы в виде короны.

2. Свинцовое стекло [ бесцветное стекло ] имеет высокий процент оксида свинца [PbO] (не менее 20% от партии).Он относительно мягкий, а его показатель преломления дает блеск, который можно использовать при резке. Оно несколько дороже, чем натриево-известковое стекло, и из-за его превосходных электроизоляционных свойств его предпочитают для использования в электротехнике. Трубки для термометров и художественное стекло также изготавливаются из свинцово-щелочного стекла, обычно называемого свинцовым стеклом. Это стекло не выдержит высоких температур или резких перепадов температуры. [Более плотное, с более высоким показателем преломления, чем натриево-кальциевое стекло. Оксид свинца вместо извести? Используется в экранах ЭЛТ-телевизоров для блокировки рентгеновских лучей.]

   Flint glass \ Flint «glass` \ (Chem.) Мягкое, тяжелое, блестящее стекло, состоящее в основном из силиката свинца и калия. Используется для посуды и для оптических инструментов, таких как призмы, его плотность дает высокая степень диспергирующей способности; — так называется, потому что раньше диоксид кремния получали из измельченного кремня. Называется также {хрустальным стеклом}. См. {Стекло}. Примечание: вогнутая или расходящаяся половина ахроматической линзы обычно изготавливается из бесцветного стекла.

3. Боросиликатное стекло [ Pyrex ] — это любое силикатное стекло, содержащее не менее 5% [обычно 10–25%] оксида бора [B ₂ O ₃ ] в своем составе [и небольшое количество Al ₂ O ₃ ].Обладает высокой устойчивостью к перепадам температуры и химической коррозии. Не так удобно производить, как известковое или свинцовое стекло, и не так дешево, как известь, стоимость боросиликата умеренная, если измерять его полезность. Трубопроводы, лампочки, фотохромные стекла, фары с герметичным светом, лабораторная посуда и изделия для выпечки — примеры изделий из боросиликата.

   Бор. Пятый в атомной таблице неметаллический элемент, обозначенный символом B, атомный вес 10,8. Бор не встречается в свободном виде в природе, но всегда в сочетании с кислородом и другими элементами, особенно натрием и / или кальцием.Бура. Натуральный или очищенный тетраборат натрия с десятью молекулами воды, т. Е. Na2B4O7 · 10h3O. Бура также имеет пентагидрат (пять молекул воды) и безводные формы. Борат. Общий термин для соединений бора, содержащих кислород. Борная кислота. Кислота образуется в результате реакции боратов с h3SO4. Ранее называемая борной кислотой, ее формула — h4BO3. Боросиликатный. Общий термин, относящийся к ряду стекол, содержащих диоксид кремния (обычно более 60%) и оксид бора (5-20%). Два специальных стекла подходят для большинства областей применения: стекло типа Pyrex с низким коэффициентом расширения; и очень прочное «нейтральное» стекло.Стекловолокно [?], Керамические глазури и стекловидные эмали также являются боросиликатами.

4. Стекло алюмосиликатное [?] Имеет в своем составе оксид алюминия. Оно похоже на боросиликатное стекло, но обладает большей химической стойкостью и может выдерживать более высокие рабочие температуры. По сравнению с боросиликатом производство алюмосиликатов сложнее. Покрытое электропроводной пленкой алюмосиликатное стекло используется в качестве резисторов для электронных схем.

   Согласно British Glass: «Для текстильных изделий предпочтительнее алюмоборосиликатное стекло с очень низким содержанием оксида натрия из-за его хорошей химической стойкости и высокой температуры размягчения. .Это также тип стекловолокна, которое используется в армированных пластмассах для изготовления защитных шлемов, лодок, трубопроводов, автомобильных шасси, тросов, выхлопных систем автомобилей и многих других предметов. «
   » Небольшой, но важный вид стекла, алюмосиликатного, содержит 20 % оксида алюминия (оксид алюминия-Al ₂ O ₃ ), часто включающий оксид кальция, оксид магния и оксид бора в относительно небольших количествах, но с очень небольшими количествами соды или поташа. Он способен выдерживать высокие температуры и термические удары и обычно используется в трубах сгорания, манометрических стеклах для паровых котлов высокого давления и в галоген-вольфрамовых лампах, способных работать при температуре до 750 ^o C.»

5. Кремнеземное стекло на 96 процентов [?] Представляет собой боросиликатное стекло, плавящееся и формируемое обычными способами, а затем обрабатываемое для удаления почти всех несиликатных элементов из изделия. При повторном нагреве до 1200 ° C образовавшиеся поры уплотняются. Это стекло устойчиво к тепловому удару до 900 ° C.
6. Стекло из плавленого кварца [ оптических волокон ] представляет собой чистый диоксид кремния в некристаллическом состоянии. Их сложно изготовить, поэтому они самые дорогие из всех очков.Он может выдерживать рабочие температуры до 1200 ° C на короткое время. [Прозрачный для широкого диапазона видимых длин волн.]
7. Щелочно-бариевое силикатное стекло [ЭЛТ-стекло]
   «Без этого типа стекла просмотр телевизора был бы опасен. Телевизор излучает рентгеновские лучи, которые необходимо поглощать, иначе они могут в долгосрочной перспективе вызвать проблемы со здоровьем. -лучи поглощаются стеклом с минимальным содержанием тяжелых оксидов (свинец, барий или стронций). Свинцовое стекло обычно используется для воронки и горловины телевизионной трубки, а стекло, содержащее барий, обычно используется для экрана.«Из британского стекла.

Состав

1. Формовщики являются основными ингредиентами. Любое химическое соединение, которое можно расплавить и охладить в стакане, является первым. (При достаточном нагревании 100% земной коры можно было бы превратить в стекло.) Большинство коммерческого стекла делают из песка, который содержит наиболее распространенный первый из них — кремнезем. Другие бывшие включают…
   • Кремнезем (песок, кварцевая галька) диоксид кремния SiO ₂
   • Кислота борная безводная
   • Фосфорная кислота безводная
2. Флюсы помогают формовщикам плавиться при более низких, более практичных для достижения температурах.Но плавление песка само по себе слишком дорого из-за требуемых высоких температур (около 1850 ° C или 3360 ° F). Поэтому добавляются флюсы, которые позволяют первому плавиться легче и при более низких температурах (1300 ° C или 2370 ° F). К ним относятся…
   • Сода (кальцинированная сода, натрон, зола морских растений) (Na ₂ CO ₃ ): оксид натрия Na ₂ O
   • Калий (зола наземных растений) оксид калия K ₂ O
   • Карбонат лития
3. Стабилизаторы в сочетании с формовщиками и флюсами предотвращают растворение, рассыпание или разрушение готового стекла.Но флюсы также делают стекло химически нестабильным, способным растворяться в воде или образовывать нежелательные кристаллы. Поэтому для придания стеклу однородности и сохранения его особой структуры добавляют стабилизаторы. К ним относятся…
   • Известь (мел, известняк (CaCO ₃ )) оксид кальция CaO
   • Горит
   • Глинозем
   • Магнезия
   • Карбонат бария
   • Карбонат стронция
   • Оксид цинка
   • Цирконий
4. Добавки?
   • Свинец (окисленный металлический свинец) Оксид свинца PbO
   • Бор (современный минерал) оксид бора B ₂ O ₃
   • Магний (примесь) — MgO
   • Алюминий (примесь) — Al2O ₃
   • Уровень железа (примеси) в оптических волокнах должен быть снижен до менее 1 ppb
   • Медь — оксид меди CuO делает стекло зеленым
   • Железо — Fe ₂ O ₃ Оксид железа делает стекло зеленым (коричневым?)
     • Бутылочное стекло коричневое с добавлением коллоидного раствора серно-железо
     • Стакан для пивных бутылок коричневый изготовлен из коричневого песка, содержащего примеси железа
   • Оксид кобальта CoO — темно-синее кобальтовое стекло
   • Хром — зеленое бутылочное стекло содержит небольшое количество хрома

Натуральные стекла…

• вулканические очки
• антрацит (уголь)
• фульгуритов (молниеносное стекло)
  • тринитит (найден на ядерном полигоне Тринити недалеко от Аламогордо, Нью-Мексико), на самом деле не натуральное стекло, но производится во многом так же, как фульгуриты
• метеоритные очки
  • тектитов (марсианских)
  • Ливийское стекло пустыни

Очки для конфет…

Фазы разных конфет

кристаллический (твердый)	некристаллический (стеклоподобный)
леденцы с крупными видимыми кристаллами, кремовые леденцы (помадные, помадные) с мелкими однородными, но незаметными кристаллами	карамель (лимонная долька, прозрачная мята, ириска, леденец), карамель, ирис, ломкий арахис, зефир, божественность, нуга
сахароза	глюкоза и фруктоза (инвертный сахар)

• Крошечные микрокристаллы в помадке — вот что придает ей твердую, но гладкую текстуру
• Фадж возник в 19 веке из-за ошибки, допущенной при производстве обычного ириса (по крайней мере, так говорит Ларусс).
• Образование кристаллов можно ингибировать добавлением карамелизированных сахаров (например, патоки или коричневого сахара) или кислоты (например, винного камня или лимонного сока).

Вода имеет стеклянную фазу. Стекловидная вода может быть произведена…

• Осаждение водяного пара на холодной металлической пластине, так вода впервые остекловалась в 1935 году.
• гиперзакушение — быстрое охлаждение жидкой воды со скоростью, эквивалентной миллиону кельвинов в секунду

Как и обычное оконное стекло, жидкое стекло требует отжига для перехода в метастабильное состояние. В зависимости от условий давления и температуры в настоящее время известно одно из трех стеклообразных состояний: аморфный лед низкой плотности (LDA), аморфный лед высокой плотности (HDA) и аморфный лед очень высокой плотности (VHDA).Эти стеклообразные состояния различаются микроскопически по структуре и макроскопически по свойствам, таким как плотность. Общепринятая температура стеклования воды — 136 К при одной атмосфере.

полиморфов

Элемент, который может существовать в двух или более формах, называется аллотропным , различные формы называются аллотропами , а существование этих других форм как феномен называется аллотропией . Аллотропы существуют, когда существует более одного способа для атомов определенного элемента объединяться друг с другом с образованием молекул или кристаллического массива.

Точно так же часто есть несколько способов расположить частицы вещества в твердой фазе. Такие вещества называются полиморфными или полиморфными , вариации называются полиморфами , а существование этих других форм как феномен называется полиморфизмом или полиморфизмом . Полиморфы существуют, когда существует более одного способа для частиц определенного вещества организовать себя в кристаллический массив.

Аллотропия против полиморфии

	частиц — это…	частиц объединяются в…
аллотропия	атомов элемента	молекул или кристаллов
полиморфия	атомов или молекул	кристаллов

Аллотропы элемента и полиморфы вещества различаются по своим химическим и физическим свойствам.Эти различия могут быть незначительными (например, полиморфность какао-масла в плитках шоколада) или значительными (например, различия между графитом и алмазом). Остальная часть этого раздела будет продолжена обсуждением примеров аллотропии и полиморфизма.

углерод

Это обсуждение настолько распространено, что я могу сказать, что еще не было сказано?

Первичные аллотропы углерода (элементарный вариант)

алмаз	графит
самое твердое известное вещество (10 по шкале Мооса) используется как абразив	среди самых мягких веществ (0.5 по шкале Мооса) используется как смазка
обычно прозрачный от бесцветного до красного или синего используется в ювелирных изделиях	всегда непрозрачный черный (немного металлический) используется в карандашах (отсюда и название)
хороший электрический изолятор Ом · м сопротивление	хороший электрический проводник удельное сопротивление 650 нОм
высокая теплопроводность (выше, чем у любого металла) 895 Вт / м K	двойная теплопроводность 1950 Вт / м · К параллельно плоским слоям 5.7 Вт / м K перпендикулярно слоям

Прочее

• графен
  • единый лист атомов углерода, где каждый атом соединен с тремя другими
  • сложите слои графена один поверх другого, и вы получите графит
  • возьмите один слой графена и скатайте его в трубку, и вы получите бакитубу
  • возьмите один слой графена и растяните его в сферу, и вы получите бакибол.
• бакминстерфуллеренов
  • бакиболов
    • как закрытые клетки, не имеют болтающихся связок.фуллерены — единственная чистая элементарная форма углерода
    • 12 пятиугольников, 20 шестиугольников, 60 вершин (атомов)
    • , открытый в 1985 году путем испарения графита мощным лазерным лучом (а затем резистивным нагревом) и гашения паров углерода струей гелия (HW Kroto, JR Heath, SC O’Brien, RF Curl, RE Smallet. Nature. 318 ( 1985): 162–163.
    • резистивный нагрев дает 10% C60, 1% C70, 0,1% более крупных фуллеренов
  • бакитуб
    • углеродные нанотрубки
    • гигантских фуллеренов в виде вложенных цилиндров
• лонсдейлит
  • «Редкий полиморф углерода, который, как полагают, образовался при падении на Землю метеоритного графита.Когда это произошло, сильное нагревание и напряжение превратили графит в алмаз, но он сохранил гексагональную кристаллическую решетку графита. В настоящее время лонсдейлит встречается только в знаменитом кратере Барринджер (также известном как Метеоритный кратер) в Аризоне ».
  • «Лонсдейлит встречается в виде микроскопических кристаллов, связанных с алмазом, в метеорите Каньон Диабло, метеорите Кенна и Аллан-Хиллз 77283. Об этом также сообщалось из места падения на Тунгуске». исковая заявка на википедию
  • Назван в честь Кэтлин Лонсдейл (1903–1971) Англия, открывшей плоскую кольцевую структуру бензола.
  • когда-либо обнаружены или произведены только микроскопические кристаллы
• чаоит
  • белый уголь
  • «Редкий полиморф углерода, образующийся только в метеорных средах, где его могут образовывать экстремальные температуры и давление. На сегодняшний день он встречается только в Моттигене, Кратер Райз, Германия».
  • керафит
• аморфный
• стеклянный

Мусор, с которыми я сталкивался

• SC4? Металлический углерод?
• BC8? Присмане?
• ST12?
• Суперкубан?

Первичные аллотропы углерода (расширенная версия)

Источник: Пол Мэй, Бристольский университет и др.

недвижимость	алмаз (I)	графит
твердость	1010 кг / м 2
твердость, по шкале Мооса	10	0.5
твердость, knoop		7000
прочность, растяжение	> 1,2 ГПа
прочность на сжатие	> 110 ГПа
скорость звука	18000 м / с
плотность	3510 кг / м 3	2250 кг / м 3
модуль Юнга	1,22 ГПа
коэффициент Пуассона	0.2
Коэффициент теплового расширения	1,2 × 10 −6 К −1	4,3 × 10 −6 К −1
теплопроводность	895 Вт / м K	1950 Вт / м K
параметр теплового удара	30 МВт / м
температура дебая	2340 К
удельная теплоемкость	472 Дж / кг K	715 Дж / кг K
оптический показатель преломления	2.417	непрозрачный
оптическая проницаемость	225	непрозрачный
тангенс угла потерь при 40 Гц	0,0006
диэлектрическая проницаемость	5,87
диэлектрическая прочность	10 ТВ / м
подвижность электронов	0,22 м 2 / В с
подвижность отверстий	0,16 м 2 / В с
скорость насыщения электронов	270 км / с
Скорость насыщения ствола	100 км / с
фотоэлектрическая работа выхода	малый и отрицательный	4.8 эВ
запрещенная зона	5,45 эВ
удельное сопротивление	10 11 –10 14 Ом · м	650 нОм

лед

Хорошее резюме из Physics Today. «Вода может существовать во многих различных кристаллических формах, 13 из которых были идентифицированы на сегодняшний день. Из них девять стабильны в некотором диапазоне температуры и давления — например, при атмосферном давлении обычный гексагональный лед стабилен между 72 и 273. К — и другие формы метастабильны.«

• восемь форм твердого тела H ₂ 0, обнаруженные Перси Бриджменом в 1930-х / 1940-х годах…
• «ледяная девятка» в «Колыбели для кошки» Курта Воннегута (ice-nine.txt)
• real ice IX ice X по…
• лед XI лед XII, предположенный в 1996 г. (Physical Review Letters 15 апреля 1996 г.)
  • ice XI подтверждено…
  • ice XII подтвержден…
• ice XIII по…

Джордж Лукас открыто признает, что Star Wars — действительно древний миф, скрытый за футуристическими технологиями, и я слышал, что Star Trek описывается (довольно точно, на мой взгляд) как «космическая опера» В эпоху, когда наука Художественная литература повсюду, кажется, что в ней очень мало науки.Кошачья колыбель (платная ссылка) — исключение, поскольку это настоящий союз науки и фантастики.

«Есть несколько способов, — сказал мне доктор Брид, — которыми определенные жидкости могут кристаллизоваться — могут замерзнуть — несколько способов, которыми их атомы могут складываться и фиксироваться упорядоченным и жестким образом».

Тот старик с пятнистыми руками предложил мне подумать о нескольких способах складывания пушечных ядер на лужайке перед зданием суда и о нескольких способах упаковки апельсинов в ящик.

«То же самое и с атомами в кристаллах; два разных кристалла одного и того же вещества могут иметь совершенно разные физические свойства».

«А теперь предположим, — хмыкнул доктор Брид, наслаждаясь собой, — что существует множество возможных способов кристаллизации воды, ее замерзания. Предположим, что лед, по которому мы катаемся на коньках и кладем в хайболлы, — то, что мы могли бы назвать льдом… один — это только один из нескольких типов льда. Предположим, вода всегда замерзала как лед — один на Земле, потому что у нее никогда не было семени, которое научило бы ее формировать лед-два, лед-три, лед-четыре…? И предположим, «он снова стучал по столу своей старой рукой», что была одна форма, которую мы назовем ледяной девять — кристалл такой же твердый, как этот стол — с температурой плавления, скажем, сто градусов по Фаренгейту , или, что еще лучше, точка плавления сто тридцать градусов.«

Курт Воннегут, 1963 г. (платная ссылка)

многоточие

И тот старик попросил меня подумать о морских пехотинцах Соединенных Штатов в забытом Богом болоте.

«Их грузовики, танки и гаубицы валяются, — жаловался он, — тонут в зловонных миазмах и илах».

Он поднял палец и подмигнул мне. «Но предположим, молодой человек, что у одного из морских пехотинцев с собой была крошечная капсула, содержащая зерно льда-девятки, новый способ для атомов воды складываться и блокироваться, замораживаться.Если этот морской пехотинец бросит то семя в ближайшую лужу…? »

«Лужа замерзнет?» Я полагал.

«А вся гадость вокруг лужи?»

«Он замерзнет?»

«А все лужи в мерзлой гадости?»

«Они бы замерзли?»

«А лужи и ручьи в замерзшей жиже?»

«Они бы замерзли?»

«Вы держите пари, что они будут!» он плакал. «И морские пехотинцы Соединенных Штатов поднимутся с болота и двинутся дальше!»

Курт Воннегут, 1963 г. (платная ссылка)

масло какао

Шоколад — это продукт, приготовленный из семян куста какао ( Theobroma cacao ).Их часто ошибочно называют какао-бобами, но они не сделаны из какао и не являются бобами. Какао — это небольшое вечнозеленое деревце, а не бобовое растение, семена которого ферментируют, жарят, очищают от шелухи, измельчают и прессуют. Какао — это сухой остаток, который отделяется от жира (масла какао) на стадии прессования. Если измельченное какао нагревают до точки разжижения (конширование), а затем охлаждают (темперируют) вместо прессования, полученный продукт называется шоколадом. В смесь также почти всегда добавляют сахар.Обычный шоколад слишком горький для большинства людей.

В процессе охлаждения масло какао в шоколаде может затвердеть в один из шести различных полиморфов, обозначенных римскими цифрами в порядке их точки плавления. Форма V — это полиморф, встречающийся в хорошо темперированных шоколадных кондитерских изделиях хорошего качества. Другие формы кажутся слишком липкими или густыми во рту или связаны с жировым налетом — состоянием, при котором масло какао отделяется во время хранения. Шоколадные плитки, страдающие от жирового налета, выглядят пыльными или мутными, имеют мягкий вкус и слишком легко тают.Хотя форма V является полиморфной модификацией какао-масла с наилучшим вкусом, форма VI является наиболее стабильной. Хорошо темперированный и обработанный шоколад может превратиться в стабильную, но нежелательную форму VI, если он хранится в теплом месте или на полке слишком долго. Вот почему шоколад следует хранить в прохладном и темном месте и есть сразу после покупки. Первое условие — ответственность производителей, дистрибьюторов и розничных продавцов. Второе условие — ответственность потребителя.Из-за неотъемлемой власти шоколада над людьми маловероятно, что он когда-либо продержится в руках потребителя достаточно долго, чтобы испытать жировое поседение. Большинство людей покупают и едят шоколадные батончики и тому подобное в течение нескольких дней или часов после покупки.

Пищевые ученые в шоколадной промышленности стремятся разработать методы, которые стимулируют затвердевание какао-масла в желаемой форме V-полиморфа. Один из наиболее интересных методов включает облучение расплавленного какао-масла рентгеновскими лучами низкого уровня.Это делается не для того, чтобы сделать рентгеновский снимок, как это сделал бы врач, а для того, чтобы увидеть полученную интерференционную картину. Этот метод называется дифракция рентгеновских лучей и будет обсуждаться в другой главе. Опытный техник может интерпретировать узор и сделать вывод о конфигурации атомов или молекул в твердой решетке. Различные режимы нагрева, охлаждения и перемешивания тестируются до тех пор, пока не будет выработан оптимальный процесс.

Интересно, что какао-масло формы V имеет точку плавления от 34 до 36 ° C; немного меньше, чем внутри человеческого тела — 37 ° C.Это одна из причин, почему шоколад так хорошо тает во рту. Это свойство также используется фармацевтическими компаниями при приготовлении суппозиториев. Суппозиторий — это система доставки лекарств в форме пули, состоящая из какао-масла, смешанного с лекарством, которое затем вводится в отверстие, отличное от рта. (Подумайте на секунду, что говорит эта последняя фраза.) По мере таяния какао-масла лекарство выделяется постепенно. Лекарства могут оставаться у поверхности (как в случае геморроидальных суппозиториев) или они могут диффундировать в капилляры и распространяться по остальному телу через систему кровообращения (как в случае с наркотическими суппозиториями).Суппозитории также изготавливаются из других соединений, но когда они сделаны из масла какао, форма V по-прежнему является желаемым полиморфом.

Полиморфы какао-масла

Источник: Шоколадное материаловедение

полиморф	точка плавления (° C)	комментариев
форма I	17,3	Производится путем быстрого охлаждения расплава. Затем последовательно получают полиморфы путем нагревания при 0.5 ° C / мин.
форма II	23,3	Производится охлаждением расплава со скоростью 2 ° C / мин или быстрым охлаждением расплава с последующим хранением от нескольких минут до одного часа при 0 ° C. Эта форма устойчива при 0 ° C до 5 часов.
форма III	25,5	Получается путем отверждения расплава при 5-10 ° C или превращения формы II при хранении при 5-10 ° C.
форма IV	27,3	Получается путем отверждения расплава при 16-21 ° C или превращения формы III при хранении при 16-21 ° C.
форма V	33,8	Производится темперированием (охлаждение с последующим небольшим повторным нагревом при перемешивании). Самая желанная форма с хорошим блеском, текстурой и «щелчком».
форма VI	36,3	Превращение формы V после 4 месяцев при комнатной температуре. Придает белый, пыльный вид «распустившегося» шоколада.

металлы

Блестящий.

чугун и сталь

Железо претерпевает три фазовых перехода в твердое состояние при повышении его температуры от комнатной до 1535 ° C, где оно плавится.Три фазы обозначаются строчными греческими буквами альфа (α), гамма (γ) и дельта (δ). Альфа- и дельта-фазы также называют ферритом или ферритным железом, которое происходит от латинского слова, обозначающего железо , феррум . Гамма-фаза также называется аустенитом или аустенитным железом в честь английского металлурга Уильяма Чандлера Робертса-Остена (1843–1902). Аустенитное железо является более твердым из двух. Поскольку железо изменяет свои магнитные свойства в диапазоне температур, в котором оно является твердым, альфа-фаза изначально была разделена на альфа-магнитную фазу и бета (β) немагнитную фазу.Поскольку этот магнитный переход не имеет ничего общего с полиморфизмом, бета-фаза, так сказать, была прекращена.

Кристаллическая структура двух ферритных фаз является объемно-центрированной кубической (ОЦК), а γ-аустенитная фаза — более плотно упакованной гранецентрированной кубической (ГЦК) фазой. Переход к четвертой фазе эпсилон (ε) происходит, когда давление превышает 13 ГПа (130 000 раз больше атмосферного давления). Кристаллическая структура этой плотно упакованной фазы — это правильно названная гексагональная плотноупакованная (ГПУ) структура.Считается, что ядро ​​Земли состоит из очень большого монокристалла эпсилон-фазы железо-никелевого сплава. Структура решетки ГПУ обеспечивает плотность ядра более 10 000 кг / м ³ . Сравните это с 7900 кг / м ³ для железа и 8 900 кг / м ³ для никеля.

Полиморфы железа (при обычном давлении *)

* гексагональный плотноупакованный ε (эпсилон), когда P > 13 ГПа, ^† ранее β (бета)

T (° C)	фаза	кристаллическая структура	магнетизм	твердость
<770	α (альфа) ферритный	Телоцентрированная кубическая	магнитный	мягкий
770–910	α (альфа) ферритный †	Телоцентрированная кубическая	немагнитный	мягкий
910–1390	γ (гамма) аустенитный	гранецентрированный кубический	немагнитный	жесткий
1390–1535	δ (дельта) ферритный	Телоцентрированная кубическая	немагнитный	мягкий
1535–2860	жидкость		немагнитный
> 2860>	газ		немагнитный

Железо — это элемент.Сталь — это сплав железа — смесь железа с другими элементами в металлической матрице. Первые стали, вероятно, были созданы случайно, когда заготовки железных мечей нагревали в угольных кузницах, и некоторое количество углерода проникло в железную матрицу. Что касается углерода, сталь тверже и имеет более высокий предел прочности на разрыв, чем железо, но при этом более хрупкая. Сталь изгибается под воздействием нагрузок, которые могут привести к изгибу железа, но сталь также с большей вероятностью сломается раньше, чем железо.

Железо и углерод также могут образовывать керамическое соединение Fe ₃ C, которое химики называют карбидом железа, а металлурги — цементитом.Оба названия напоминают о твердой, хрупкой и очень неметаллической природе этого соединения. Как и все растворители, железо имеет ограниченную способность растворять углерод. При высоких и очень высоких концентрациях кристаллы цементита начинают формироваться в матрице α-феррита. Когда смесь кристаллизуется в чередующиеся слои Fe и Fe ₃ C, полученное твердое вещество имеет блеск, напоминающий перламутр, и называется перлитом. Подобная смесь с круглыми кристаллами называется сфероидитом. Я нашел другие ссылки на смеси Fe и Fe ₃ C, а именно на чугун, бейнит и ледебурит, но я не могу найти никакого способа кратко описать, что они собой представляют.Подробности у металлурга

Углеродистые стали и родственные соединения

С (%)	название
0	α феррит, чистое железо (Fe)
0,05–0,16	низкоуглеродистая сталь
0,16–0,30	низкоуглеродистая сталь
0,30–0,60	среднеуглеродистая сталь
0,60–1,00	высокоуглеродистая сталь
1.00–2.00	очень высокоуглеродистая сталь
	перлит: слоистая смесь кристаллов α-феррита и цементита
	сфероидит: смесь сферических кристаллов α-феррита и цементита
	Чугун, бейнит и ледебурит: смесь α-феррита и цементита
6,67	цементит, карбид железа (Fe 3 C)
> 6,67>	цементит с примесью остаточного углерода

Классические стали представляют собой смесь большого количества железа с небольшим количеством углерода, но современные стали могут также содержать другие металлы, такие как хром, никель, марганец, молибден или ванадий.Хром добавляется для производства нержавеющей стали. Полученный сплав устойчив к окислению (обычно известному как ржавчина) и коррозии (разъеданию материала из-за химического воздействия). Никель и марганец добавляются для увеличения твердости, удерживая железо в фазе, которой не должно быть.

При комнатной температуре естественным состоянием железа является относительно мягкая объемно-центрированная кубическая α-ферритная фаза. Повышение температуры до 910–1390 ° C переводит атомы в более твердую гранецентрированную кубическую γ-аустенитную фазу, но эта твердость исчезнет, ​​когда железо снова остынет.Добавление в железо среднего количества углерода вместе со здоровой дозой никеля и долей молибдена дает нам смесь с особыми свойствами. При нагревании выше температуры перехода и остывании γ-аустенитная гранецентрированная кубическая структура остается заблокированной. В некотором смысле атомы никеля и молибдена работают как защита. Они препятствуют достижению атомами железа своих целей в объемно-центрированной кубической решетке. Добавьте немного хрома для защиты от коррозии, и вы получите наиболее широко используемую группу нержавеющих сталей в мире.

Аустенитная нержавеющая сталь используется в кухонной посуде, столовых приборах, кухонных мойках, пищевом оборудовании, украшениях для пирсинга, хирургическом оборудовании и (поскольку они сохраняют немагнитные свойства γ-аустенитной фазы) в шторках для дискет. (Вы помните дискеты.) Аустенитные нержавеющие стали часто идентифицируют по пропорциям хрома и никеля, добавленных в железо. Наиболее распространены типы 18/10 (18% хрома, 10% никеля) и 18/8 (18% хрома, 8% никеля).

Аустенитные стали известны своей твердостью, но это не самое твердое семейство сталей.Эта награда принадлежит мартенситной стали, названной в честь немецкого металлурга Адольфа Мартенса (1850–1914). Мартенситная сталь используется в столовых приборах, скальпелях, гаечных ключах, турбинах и в любых других областях, где важна твердость. Он магнитный.

Рецепт получения мартенсита начинается с основной смеси железа, углерода и хрома, нагретой до тех пор, пока железо не перейдет в γ-аустенитную фазу. Затем следует процесс быстрого охлаждения, называемый закалкой, когда горячую сталь погружают в воду, рассол или масло.Падение температуры настолько резкое, что кристалл переходит от гранецентрированного кубического (в котором единицей решетки является куб) к объемно-центрированному тетрагональному (прямоугольная прямоугольная форма). Атомы железа в твердом теле при нормальном давлении хотят существовать в одной из двух схем: объемно-центрированной кубической или гранецентрированной кубической. Тетрагональное расположение неестественно и существует только потому, что материал был охлажден слишком быстро, чтобы позволить атомам переместиться в свои «правильные» положения. Образовавшаяся договоренность нестабильна, но долговечна — она ​​метастабильна.Мартенситная структура легко может быть навсегда разрушена добавлением тепла. Когда его контролируют, этот процесс называется темперированием. Неконтролируемое добавление тепла может иметь катастрофические последствия.

Стали нержавеющие (массовый процентный состав)

С (%)	Cr (%)	Ni (%)	название	кристаллическая структура	магнетизм
<0,08	12–26		ферритный	Телоцентрированная кубическая	магнитный
<0.12	17–25	7–20	аустенитный	гранецентрированный кубический	немагнитный
<1,20	12–18		мартенситный	Телоцентрированное четырехугольное	магнитный

Прохождение стали через различные фазы для получения той, которая имеет желаемые свойства, в значительной степени достигается за счет соответствующих количеств нагрева и охлаждения. Нагревание чистого железа, как я сказал в начале этого раздела, переводит его из мягкой фазы (α) в твердую фазу (γ) и обратно в мягкую фазу (δ).Аналогичные изменения происходят и в стали.

11 сентября 2001 года каждая из башен-близнецов Всемирного торгового центра в Нью-Йорке была атакована коммерческими авиалайнерами, что стало самым ужасным в истории нападением на территории США. Удар каждого самолета вызвал серьезные структурные повреждения, которые были серьезными, но не катастрофическими. Башни уцелели. Каждый самолет был заправлен топливом, достаточным для перелета с одного берега на другой. При воспламенении он был горячим, но не настолько, чтобы расплавить стальные балки внутри. Башни продолжали существовать так, как были задуманы.Оба самолета упали так высоко, что пожарные не смогли потушить или даже уменьшить пламя. Горизонтальные стальные балки перекрытия становились все горячее, горячее и горячее, но не плавились. Вместо этого они сделали пластик и прогнулись. Это оторвало их от вертикальных опорных балок, что привело к обрушению пола. После того, как достаточное количество балок было разделено, последовало катастрофическое обрушение, один этаж обрушился на следующий под ним, пока не рухнула вся башня. Это было повторено дважды, по одному разу для каждой из двух 110-этажных башен, после примерно часа воздействия горящего реактивного топлива.Затем огонь перекинулся через общий подвал на соседнее 40-этажное здание (Всемирный торговый центр 7). Это ослабило несколько внутренних вертикальных колонн. Когда один вышел из строя, другие находящиеся поблизости были не в состоянии компенсировать это, и примерно через 7 часов началось третье катастрофическое обрушение.

Смягчение стальных балок при строительных пожарах является обычным явлением. На фотографии ниже изображен заброшенный грузовой причал бывшей станции New York Central Railroad в Верхнем Вест-Сайде Манхэттена (ныне снесен).

[ВСТАВИТЬ ФОТО ИЗ КОМИКСОВ]

Еще

, еще много

• банка
  • жестяная банка металлическая
  • серая жесть, «оловянная болезнь» или «оловянная проказа». Серое олово не имеет известного применения.
• сера
• фосфор (Эй, я украл это из Википедии!)
  • Red Phosphorus — твердый полимер
  • Белый фосфор — твердое кристаллическое вещество
  • Черный фосфор — полупроводник, аналог графита
• гелий
  • гелий жидкий обыкновенный I
  • сверхтекучий гелий II
• Плутоний претерпевает больше фазовых переходов при обычных давлениях, чем любой другой элемент.Когда плутоний нагревается, он трансформируется через шесть различных кристаллических структур перед плавлением.
  • α [альфа]
  • β [бета]
  • γ [гамма]
  • δ [дельта]
  • δ ′ [простое дельта]
  • ε [эпсилон]
  Физические свойства, такие как плотность и тепловое расширение, значительно варьируются от фазы к фазе, что делает его одним из самых сложных металлов для обработки и обработки. Некоторые фазы имеют отрицательный коэффициент теплового расширения (то есть сжимаются при нагревании).Некоторые из них имеют изотропный модуль упругости (то есть они сжимаются в разной степени при сжатии в разных направлениях). Плутоний — странный и интересный элемент. Он также является одним из самых смертоносных. Плутоний, вероятно, является наиболее токсичным металлом, и его также можно использовать для изготовления оружия массового уничтожения. Думаю, я снова расскажу об этом элементе в разделе о тепловом расширении.
• Титан перед плавлением имеет два хорошо охарактеризованных твердофазных перехода при давлении окружающего воздуха.
  • В чистом титане альфа-фаза существует от комнатной температуры до 882 ° C.При этих температурах титан имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую структуру.
  • При 882 ° C кристаллическая структура чистого титана изменяется на бета-фазу (объемно-центрированную кубическую), которую он поддерживает до тех пор, пока не достигнет жидкой фазы при 1670 ° C.
• Кислород
  • Кислород газ
    • O ₂ Кислород атмосферный
    • O ₃ озон
    • O ₄ предсказано в 1920-х годах, обнаружено Фульвио Какаче и его коллегами из Римского университета «Ла Сапиенца» в ноябре 2001 года.O ₄ , вероятно, состоит из двух гантелеподобных молекул O ₂ , которые слабо связаны друг с другом.
  • Кислород твердый
    • нормальный синий, ряд различных структур менее 10 ГПа
    • красная фаза (ε) до 96 ГПа
    • , то он становится металлическим.
• Долгое время считалось, что сейсмический разрыв в мантии Земли протяженностью 400 км является результатом фазового перехода оливина (Mg, Fe) ₂ -SiO ₄ в его полиморфную β-шпинель высокого давления (вадслеит), и что разрыв в 660 км является результатом разрушения полиморфной γ-шпинели под высоким давлением (рингвудита) до перовскита MgSiO ₃ и магнезиовюстита (Mg, Fe) O.Важные изменения происходят при давлениях, эквивалентных 400 и 700 км, где возникают разрывы.
  • На 400 км: оливин превращается в полиморф шпинели
  • На 700 км: шпинель заменяется еще более плотной структурой перовскита.
• полиморфов карбоната кальция (CaCO ₃ ) в порядке уменьшения стабильности
  • кальцит
  • арагонит, раковины моллюсков
  • ватерит

плазма

низкая плотность и высокая температура не позволяют электронам вернуться в свои дома

плазмы на Земле

• молнии и другие искры (Лестница Иакова)
• метеоритных следов
• космический корабль при входе в атмосферу (период затемнения)
  «В течение нескольких минут во время спуска тепло настолько сильное, что каждая молекула, окружающая космическую капсулу, становится ионизированной, закрывая астронавтов временным плазменным барьером, через который не может проникнуть ни один из наших сигналов связи.Это печально известный период затемнения, когда корабль светится, а Центр управления полетами ничего не знает о благополучии космонавтов. Корабль продолжает замедляться, борясь с атмосферой. По мере того, как температура падает, воздух становится более плотным, и состояние плазмы больше не может поддерживаться. Электроны возвращаются к своим атомам, и связь быстро восстанавливается ».
• ионосфера
  AM и SW отражаются, FM и выше проходят прямо через
• Аврора

Плазм

из них 99.99% (хм, проверьте пожалуйста) видимой материи Вселенной

• звезд «
  Это сочетание плазмы и магнитного поля является главной особенностью одиннадцатилетнего цикла активности Солнца. Плазма у экватора Солнца вращается немного быстрее, чем плазма у его полюсов. Эта разница — плохая новость для Солнца. Когда магнитное поле Солнца вморожено в плазму, поле растягивается и скручивается.Солнечные пятна, вспышки, выступы и другие солнечные пятна появляются и исчезают, когда грубое магнитное поле пробивает поверхность Солнца, унося с собой солнечную плазму.«
• туманности

искусственная плазма

• неоновые трубки
• «Плазменные шары»
• токамак и прочие термоядерные генераторы
• кварк-глюонная плазма

Что такое сублимация в химии? — Видео и стенограмма урока

Различные фазы веществ и их переходы

Примеры процессов сублимации

Большинство химических веществ в этом мире, например вода, имеют определенную температуру кипения и замерзания.Кроме того, можно отобразить график, чтобы показать, как вода превращается из твердого вещества в жидкость в газ при определенной температуре в сочетании с давлением. Как мы знаем, вода замерзает при 0 градусах Цельсия (жидкость в твердое тело) и закипает при 100 градусах Цельсия (жидкость в газ). Однако эти температурные состояния верны только при определенном атмосферном давлении в окружающей среде. При изменении атмосферного давления (например, в городах на больших высотах, таких как Денвер, атмосферное давление низкое), изменяется и температура, при которой вещества претерпевают фазовые переходы.Обычно при понижении атмосферного давления также снижаются точки кипения, замерзания и испарения веществ.

Если атмосферное давление в окружающей среде понизить, вода закипит при температуре ниже 100 градусов по Цельсию. Пример условия с более низким атмосферным давлением может быть в местах на большой высоте, таких как город Денвер. Когда давление достаточно понизится, вода достигнет точки, называемой тройной точкой. Тройная точка — это температура и давление, при которых любое вещество может сосуществовать в состоянии твердое, жидкое и газообразное одновременно без каких-либо чистых изменений в подводе и выводе тепла.Эта тройная точка — это когда вода превратится из твердой (лед) в газ (пар), не превратившись сначала в жидкую форму (воду). В частности, при температурах ниже тройной точки вода сублимируется из льда в пар напрямую, не превращаясь в воду между ними.

Разница температуры кипения воды на разных высотах

Прекрасным повседневным примером сублимации являются твердые освежители воздуха. Многие компании создают освежители воздуха, содержащие твердые шарики внутри контейнеров.При комнатной температуре и атмосферном давлении это твердое вещество затем сублимируется в газ, который, в свою очередь, вызывает приятный запах в комнате.

Твердые освежители воздуха на примере сублимации

Другой простой пример сублимации — сухой лед. Сухой лед — это соединение углекислого газа, находящееся в твердой фазе. При комнатной температуре и обычном атмосферном давлении сухой лед переходит из твердой фазы в газовую или подвергается сублимации.Сублимация сухого льда происходит еще быстрее, когда кусок сухого льда помещается на воду.

Сухой лед как пример сублимации

Применения процесса сублимации

Сублимация используется во многих повседневных применениях, таких как:

• Сохранение замороженных продуктов с использованием сухого льда в местах, где нет морозильных камер
• Нафталиновые шарики используются для предотвращения попадания на одежду моли и яиц моли
• Сублимация красителя в судебной медицине для создания водяных знаков для идентификации подлинных документов
• Таблетки духов или освежителя воздуха для придания приятного аромата помещению

Очистка соединений сублимацией

Сублимация используется также как метод очистки веществ.Когда существует соединение, состоящее из нескольких веществ, соединение в твердом состоянии можно нагревать. Вещество в составе соединения, которое способно подвергаться сублимации, испарится и превратится из твердого в газообразное состояние. Затем газообразная форма этого отделенного вещества может быть нанесена на холодную поверхность (также называемую холодным пальцем) с помощью процесса, называемого десублимацией (из газообразного в твердое состояние). Конечным результатом этого процесса является то, что вещество, способное подвергаться сублимации, было отделено и очищено от других веществ в соединении.Некоторыми примерами этого в повседневной жизни являются разделение нафталина, камфоры и ферроцена с помощью различных методов очистки сублимацией.

Энтальпия сублимации

Термин энтальпия означает сумму или общую внутреннюю энергию системы. Он отличается от термина тепло тем, что тепло представляет собой динамическую форму энергии, которая может поступать в систему или выводиться из системы, где энтальпия относится только к общему количеству тепла внутри системы. Таким образом, энтальпия или общее тепло в системе сублимации относится к количеству тепла, которое поглощается 1 моль вещества при переходе фазы из твердого в газообразное состояние при определенной температуре и давлении.Типичная единица измерения энтальпии сублимации — кДж / моль (кДж = единица измерения поглощенной энергии или тепла, моль = масса вещества, подвергающегося сублимации).

Примером этого может быть измерение энтальпии, когда вода подвергается сублимации и превращается из льда в пар. При определенной температуре и давлении ученые могут измерить разницу температур воды с помощью калориметра, когда лед превращается в пар. Вычитая конечную температуру воды из начальной температуры воды, ученые могут определить и рассчитать количество тепла, поглощаемого системой.Это поглощение тепла выражается в джоулях или килоджоулей, и после деления веса льда, помещенного в систему, ученые могут рассчитать энтальпию сублимации в единицах кДж или Дж на грамм или моль воды.

Сублимация и испарение (и другие фазовые переходы)

Полный список фазовых переходов и их последующие названия можно увидеть следующим образом:

Твердое тело в жидкость: плавление (кубик льда превращается в воду вне морозильной камеры.)

От жидкости к твердому веществу: замерзание (в морозильной камере вода превращается в лед.)

Жидкость в газ: испарение (вода превращается в пар при кипячении на плите.)

Газ в жидкость: конденсация (воздух превращается в капли воды на холодной банке с попой.)

Твердое тело в газ: сублимация (сухая лед превращается в газ.)

Газ в твердое тело: осаждение / десублимация (водяной пар превращается в лед на лобовом стекле при минусовой температуре.)

Резюме урока

Большинство веществ в мире находятся в твердом, жидком или газообразном состоянии. . Фазовый переход происходит, когда какое-либо вещество переходит из одной фазы в другую с вводом или выводом энергии в виде тепла в процессе. Сублимация происходит, когда вещество переходит из твердой фазы непосредственно в газовую. Это необычно и редко, поскольку большинство веществ сначала переходят в жидкое состояние из твердого состояния, а затем в конечном итоге переходят в газообразное состояние. Два отличных повседневных примера сублимации — это сухой лед и твердые освежители воздуха. В реальной жизни сублимация имеет множество полезных повседневных применений. Кроме того, сублимация также используется как метод очистки для выделения и очистки определенных веществ из соединения веществ.

Десублимация

: значение, происхождение, определение — WordSense Dictionary

desublimation (английский)

Происхождение и история

де- + сублимация

Существительное

десублимация ( счетное и несчетное; пл. десублимаций )

1. ( физика ) осаждение ( превращение газа в твердое тело без промежуточной жидкой фазы )

Производные слова и выражения

---

Записи с «десублимацией»

депонирование :… святыня, и день его памяти.Синонимы физика: преобразование газа в твердое тело: десублимация. Химия антонимов: производство тонкой пленки: эрозия, коррозия…

десублимации : десублимации (английский) Существительное десублимации Множественное число десублимации

десублимат : десублимат (английский) Происхождение и history de- + sublimate Глагол (непереходный, физика) Претерпеть десублимацию; перейти непосредственно из газа в твердое тело. (переходный, социология) Марка…

---

Поделиться

---

Примечания, добавленные пользователями

Для этой записи нет примечаний, добавленных пользователями.

Добавить примечание

Добавить примечание к записи «десублимация». Напишите подсказку или пример и помогите улучшить наш словарь. Не просите о помощи, не задавайте вопросов и не жалуйтесь. HTML-теги и ссылки не допускаются.

Все, что нарушает эти правила, будет немедленно удалено.

---

Next

десублимации (английский) Имя существительное десублимация Множественная десублимация

десубст. (английский) Сокращение (грамматика) Аббревиатура от…

desubstantival (английский) Происхождение и история de- («from») + …

desuccinylase (английский) Имя существительное десукцинилаза (мн. десукцинилазы) …

desuccinylases (английский) Имя существительное десукцинилазы Множественное число desuccinylase

desuccinylate (английский) Происхождение и история де- + сукцинилат Глагол …

desuccinylated (английский) Глагол десукцинилированный Простое прошедшее и прошедшее время …

desuccinylates (английский) Глагол десукцинилаты Третье лицо единственное число…

desuccinylating (английский) Глагол десукцинилирование Настоящее причастие …

desuccinylation (английский) Происхождение и история From de- + …

desucker (английский) Происхождение и история de- + присоска Глагол desucker …

desuckered (английский) Глагол очищенный Простое прошедшее и прошедшее время …

В чем разница между сублимацией и плавлением? — Restaurantnorman.com

В чем разница между сублимацией и плавлением?

Сублимация описывает превращение твердого тела непосредственно в газ.С другой стороны, плавление происходит, когда твердое вещество превращается в жидкость.

Что такое сублимация?

Сублимация — это преобразование твердой и газообразной фаз вещества без промежуточной жидкой стадии. Для тех из нас, кто интересуется круговоротом воды, сублимация чаще всего используется для описания процесса превращения снега и льда в водяной пар в воздухе без предварительного таяния воды.

Какие 3 примера сублимации?

Примеры сублимации

• «Сухой лед» или твердая сублимация диоксида углерода.
• Снег и лед могут быть прекрасными в зимние месяцы, не таяя.
• Шарики моли возвышенные.
• Замороженные продукты будут восхитительны, а внутри коробки или пакета вы найдете кристаллы льда. Ссылки по теме: Примеры. Примеры науки.

Что такое сублимационный ответ?

Сублимация — это переход вещества непосредственно из твердого состояния в газообразное, без перехода через жидкое состояние. Обратный процесс сублимации — это осаждение или десублимация, при котором вещество переходит непосредственно из газа в твердую фазу.

Что происходит при сублимации?

Сублимация — это преобразование вещества из твердого в газообразное состояние без превращения его в жидкость. Чаще встречается среди веществ, температура которых близка к температуре замерзания. Сублимация в физике — это преобразование вещества из твердого в газообразное состояние без превращения его в жидкость.

Горение — это сублимация?

Сублимация — это не химическое изменение, это физическое изменение, так как это изменение фазы (состояния).С другой стороны, ожоги — верный признак химического изменения. Теплота (химического) сгорания (физически) плавит твердую камфору, прежде чем она также сгорит.

Может ли водяной лед сублимироваться?

Ниже температуры плавления, при которой вода превратится в воду, лед может возвыситься, то есть перейти из замороженного состояния непосредственно в состояние пара. Сублимацию льда можно продемонстрировать, повесив мокрый свитер на веревку при отрицательных температурах.

Как замедлить сублимацию сухого льда?

При обращении с сухим льдом используйте толстые толстые резиновые перчатки.Накройте блок сухого льда снаружи несколькими слоями газет, полотенец или бумажного пакета. Это добавит теплоизоляции блоку, замедляя сублимацию. Упакуйте воздушное пространство внутри охладителя этими изоляторами, потому что воздух со временем может вызвать сублимацию.

Можно ли хранить сухой лед в Йети?

Основным преимуществом жестких охладителей Tundra® и Roadie® или ведра для льда YETI TANK® является совместимость с сухим льдом. При использовании в холодильнике YETI Hard Cooler сухой лед может дольше сохранять продукты и напитки холодными и замороженными, чем обычный лед.

Что такого уникального в изменениях состояния сублимации и осаждения? — Easierwithpractice.com

Что такого уникального в изменениях состояния сублимации и осаждения?

Сублимация и осаждение — необычные изменения состояния, потому что твердое тело превращается в газ или газ превращается в твердое тело, не переходя через жидкое состояние.

Почему так важна сублимация?

Как метод очистки образцов сублимация использовалась для получения материалов высокой чистоты в качестве аналитических стандартов.Конкретным и распространенным примером сублимации, используемой в качестве средства очистки, является удаление воды из термолабильных материалов в процессе, известном как сублимационная сушка.

Какие характеристики сублимации?

Очень мало веществ, которые испаряются без плавления, но во всех случаях сублимации переход от пара к твердому состоянию происходит напрямую и без образования жидкости. Сублимированное тело восстанавливается без изменений химического состава, но его физические свойства часто более или менее изменяются.

Чем сублимация отличается от осаждения?

Некоторые вещества переходят из твердого состояния в газообразное и полностью пропускают жидкую фазу при стандартных условиях. Это превращение твердого вещества в газ называется сублимацией. Обратный процесс превращения газа в твердое тело известен как осаждение.

Сублимация и десублимация — одно и то же?

Сублимация — это переход вещества непосредственно из твердого состояния в газообразное, без перехода через жидкое состояние.Обратный процесс сублимации — это осаждение или десублимация, при котором вещество переходит непосредственно из газа в твердую фазу.

Высвобождает ли сублимация энергию?

Энергия требуется для превращения твердого вещества в жидкость, жидкости в газ (испарение) или твердого тела в газ (сублимация). Энергия будет высвобождаться для перехода от жидкости к твердому (плавление), от газа к жидкости (конденсация) или от газа к твердому.

Сублимация высвобождается или абсорбируется?

Точно так же количество энергии, поглощаемой при плавлении вещества и высвобождаемой при замерзании такого же количества вещества, одинаково.Сублимация, когда вещество переходит прямо из твердой фазы в газовую, также включает поглощение энергии.

Почему в морозильной камере сублимируется лед?

Когда сухой лед нагревается, твердое вещество напрямую превращается в газ (любая жидкость образуется из воды, конденсирующейся на сухом льду). Этот процесс называется сублимацией. Вода (или лед) также может сублимироваться при температуре ниже нуля. Из-за сухого воздуха в морозильной камере кубики льда возгонятся и исчезнут.

Каким образом замороженные продукты являются примером сублимации?

Сублимация при сублимационной сушке В вакууме лед «сублимирует» прямо из твердого тела в пар при комнатной температуре, не таяя.Этот процесс очень полезен при сублимационной сушке, потому что он позволяет сушить замороженные продукты напрямую путем испарения всей воды без ее таяния.

Где сублимация используется в повседневной жизни?

Круговорот воды. В круговороте воды сублимация чаще всего используется для объяснения процесса превращения снега и льда непосредственно в пары воды, не переходя в жидкую фазу. Противоположностью сублимации является «осаждение», когда пары воды превращаются непосредственно в лед, например снежинки и иней.

Что бы произошло, если бы не произошло сублимации?

Зимой можно было ожидать, что на одежде образуется лед, но этого не произошло. Даже в морозную погоду вода может сначала замерзнуть, но в конечном итоге испарится в виде пара — от твердого льда прямо до газовой ступени.

Что происходит при сублимации?

Сублимация — это преобразование вещества из твердого в газообразное состояние без превращения его в жидкость. Чаще встречается среди веществ, температура которых близка к температуре замерзания.Сублимация в физике — это преобразование вещества из твердого в газообразное состояние без превращения его в жидкость.

Что такое сублимация сухого льда?

Сублимация — это преобразование твердой и газообразной фаз вещества без промежуточной жидкой стадии. «Сухой лед» на самом деле представляет собой твердый замороженный диоксид углерода, который сублимируется или превращается в газ при температуре -78,5 ° C (-109,3 ° F).

Являются ли нафталиномы примером сублимации?

Когда что-либо твердое превращается в газ, не став сначала жидкостью, это сублимация.Когда поверхностный слой снега или льда превращается в туман или пар, но не тает, это пример сублимации. Нафталиновые шарики и камфора также являются примерами сублиматных твердых веществ.

Почему нафталиновые шарики сублимируются?

Оба эти состава обладают сильным, резким, тошнотворно-сладким запахом, который часто ассоциируется с нафталином. И нафталин, и 1,4-дихлорбензол подвергаются сублимации, что означает, что они испаряются из твердого состояния непосредственно в газ; этот газ токсичен для моли и личинок моли.

Является ли сера примером сублимации?

Кольцевая сера

S8 является доминирующей фазой сублимации, теряемой в вакуумный сток, а полимерная сера является доминирующей остаточной фазой. Эта вакуумная сера должна существовать в большом количестве на спутнике Юпитера Ио, если там есть твердая свободная сера, которая затвердела из расплава.

Что противоположно сублимации?

Осаждение — это фазовый переход, при котором газ превращается в твердое тело без прохождения через жидкую фазу.Осаждение — это термодинамический процесс.