Fusioon, mida see koosneb, näited ja katse



The termotuumasünteesi see on aine muutumine tahkelt vedelikuks temperatuurivahemikus. Kui aine puhtusaste on kõrge, vastab marginaal konkreetsele temperatuurile: sulamistemperatuur. Kui lisandeid on teatud määral, on sulamistemperatuuriks vahemik (näiteks 120-122 ° C)..

See on üks levinumaid füüsilisi protsesse looduses. Tahked ained imavad soojust ja tõstavad selle temperatuuri, kuni esimesed vedeliku tilgad hakkavad moodustuma. Seejärel järgivad esimesed teised tilgad ja kogu tahke aine ei ole sulanud, selle temperatuur jääb konstantseks.

Miks? Kuna kogu soojus tarbitakse rohkem vedeliku tootmiseks, selle asemel, et viimast kuumutada. Seetõttu on tahkel ja vedelal sama temperatuur ja nad eksisteerivad koos tasakaalus. Kui soojuse juurdevool on konstantne, siis tasakaal lõpeb vedeliku täieliku moodustumisega.

Sel põhjusel, kui jäästalaktiit hakkab kevadel sulama, kui riigi muutus on alanud, ei lõpe see enne, kui see on muutunud vedelikuks. Ülaltoodud pildil võib näha, et isegi jääkristallid ujuvad rippuva languse sees.

Tundmatu aine sulamistemperatuuri määramine on suurepärane test selle tuvastamiseks (seni, kuni see ei sisalda paljusid lisandeid).

Samuti näitab see, kui tugev on tahke ainet moodustavate molekulide vastastikune mõju; kõrgematel temperatuuridel on tugevamad selle molekulidevahelised jõud.

Indeks

  • 1 Mis koosneb ühinemisest??
    • 1.1 Tahkete segude ja emulsioonide sulatamine
  • 2 Näited
    • 2.1 Köögis
    • 2.2 Ornamentides
    • 2.3 Looduses
  • 3 Kõige tavalisemate ainete fusioonipunktid
  • 4 Katse, et selgitada laste ja noorukite liitumist
    • 4.1 Värvilised jääd domed
    • 4.2 Soojuskapp
  • 5 Viited

Mis koosneb ühinemisest??

Sulandumine seisneb oleku muutumises tahkest vedelikuni. Vedeliku molekulidel või aatomitel on kõrgem keskmine energia, kuna nad liiguvad, vibreerivad ja pöörlevad suurematel kiirustel. See toob kaasa molekulidevahelise ruumi suurenemise ja seega ka mahu suurenemise (kuigi see ei kehti veega).

Kuna tahkis on molekulid kompaktsemad, ei ole neil liikumises vabadusi ja neil on madalam keskmine energia. Tahke-vedeliku ülemineku toimumiseks peavad tahke aine molekulid või aatomid soojust neelama suurema kiirusega.

Kui nad vibreerivad, eraldavad nad molekulide komplekti, mis moodustavad esimese tilga moodustamiseks. Ja nii, termotuumasüntees ei ole midagi muud kui soojuse tagajärjel tekkinud tahke aine sulamine. Mida kõrgem on temperatuur, seda kiirem on tahke aine sulandumine.

Eriti võib sulandumine anda tee tunnelite ja pooride moodustumisele tahkes olekus. Seda on võimalik näidata spetsiaalse katse abil lastele.

Tahked segud ja emulsioonid sulavad

Jäätis

Termotuumasüntees tähendab aine või segu kuumutamist. Seda mõistet on kasutatud ka muude ainete sulatamiseks, mis ei ole rangelt liigitatud tahkeks aineks: emulsioonid.

Ideaalne näide on jäätis. Need on külmutatud vee emulsioonid (ja mõnel juhul kristalliseerunud) õhu ja rasvaga (piim, koor, kakao, või jne)..

Jäätis sulab või sulab, sest jää ületab sulamistemperatuuri, õhk hakkab põlema ja vedelik jõuab ülejäänud osade lohistamiseni.

Jäätise keemia on äärmiselt keeruline ja kujutab endast huvipunkti ja uudishimu, kui arvestada termotuumasünteesi määratlust.

Magus ja soolane jää

Teiste tahkete segude puhul ei saa analüütilistel eesmärkidel õigesti rääkida sulamistemperatuurist; see tähendab, et üks või mitu ainet ei ole määrava tähtsusega. Segus, kui komponent sulab, võivad teised lahustuda vedelas faasis, mis on diagonaalselt fusiooni vastas..

Näiteks jää-suhkru-soola tahke segu sulab täielikult, kui jää sulab. Kuna suhkur ja sool on vees väga hästi lahustuvad, lahustub see, kuid see ei tähenda, et suhkur ja sool oleks sulanud.

Näited

Köögis

Mõned üldised näited sulandamisest võib leida köögis. Leivikud, šokolaadid, kummi ja muud maiustused sulavad, kui nad saavad päikese soojuse otse või kui nad on kuumades ruumides lukustatud. Mõned maiustused, nagu marshmallows, sulatatakse tahtlikult oma maitsete parimate nautimiseks.

Paljud retseptid näitavad, et üks või mitu koostisosa peavad enne lisamist sulama. Nende koostisosade hulka kuuluvad ka juustud, rasvad ja mesi (väga viskoossed).

Ornamentides

Teatud ruumide ja esemete kaunistamiseks kasutatakse erinevaid kujundusega metalle, klaasi ja keraamikat. Neid ornamente võib näha hoone terrassil, mõnede seinte kristallides ja mosaiikides või juveelikaubanduses müüdavates esemetes..

Kõik koosnevad materjalidest, mis sulavad väga kõrgetel temperatuuridel, nii et nad peavad kõigepealt sulama või pehmendama tööks ja andma neile soovitud vormid.

See on koht, kus töötate hõõglambiga, sest sepad teevad relvi, tööriistu ja muid esemeid. Ka suland võimaldab sulamite saamist, kui keevitatakse kahte või enamat metalli erinevates massiosades.

Sulanud klaasist saate luua dekoratiivseid jooni, nagu hobused, luiged, mehed ja naised, reisimälud jne..

Looduses

Peamised looduses esineva termotuumasünteesi näited on näha jäämägede sulatamisel; laavas on kivide segu, mis sulab vulkaanide intensiivse kuumuse tõttu; ja planeedi koorikus, kus domineerib vedelate metallide olemasolu, eriti rauda.

Kõige tavalisemate ainete sulamispunktid

Järgnevalt on loetletud tavalised ained, mille sulamispunktid on järgmised:

-Jää, 0 ° C

-Parafiin, 65,6 ° C

-Šokolaad, 15,6-36,1ºC (pange tähele, et see on temperatuurivahemik, sest madalamal või kõrgemal temperatuuril sulavad šokolaadid)

-Palmitiinhape, 63 ° C

-Agar, 85 ° C

-Fosfor, 44ºC

-Alumiinium, 658 ° C

-Kaltsium, 851ºC

-Kuld, 1083 ° C

-Vask, 1083 ° C

-Raud, 1530 ° C

-Elavhõbe, -39ºC (toatemperatuuril on vedelik)

-Metaangaas, -182 ° C

-Etanool, -117 ° C

-Grafiidisüsi, 4073 ° C

-Diamond süsinik, 4096 ° C

Nagu näha, on metallide sidemete tõttu üldiselt metallidel kõrgeim sulamispunkt. Samas ületab söe need, hoolimata kovalentsetest sidemetest, kuid väga stabiilsete molekulaarsete järjestustega.

Väikestel ja apolaarsetel molekulidel, nagu metaangaas ja etanool, ei ole piisavalt tugevaid interaktsioone, et toatemperatuuril püsida tahkes olekus.

Ülejäänud osas võib tahke aine molekulidevahelise interaktsiooni tugevust tuletada selle sulamistemperatuuri mõõtmisega. Tahke, mis toetab kõrvetavaid temperatuure, peab olema väga stabiilne.

Üldiselt on apolaarsetel kovalentsetel tahketel ainetel madalamad sulamispunktid kui polaarsed, ioonsed ja metallilised kovalentsed tahked ained.

Katsetage, et selgitada laste ja noorukite sulandumist

Värvilised jääd domed

See on ilmselt üks kunstilisemaid ja lihtsamaid katseid, et selgitada lastele sulandumist. Sa pead:

-Mõned roogad, nii et nende vee külmutamisel moodustavad nad kuplid

-Suur salv, mis tagab pinna, kus jää sulatada, ilma et see tekitaks hävitust

-Sool (võib olla turul kõige odavam)

-Taimsed värvid ja nende lisamiseks tilguti või lusikaga

Kui jääkuplid on saadud ja asetatud plaadile, lisatakse nende pinnale suhteliselt väike kogus soola. Sooli ainus kokkupuude jääga põhjustab veekogusid, mis märgavad salve.

Seda seetõttu, et jääl on kõrge afiinsus soola suhtes ja tekib lahustumine, mille sulamistemperatuur on madalam kui jääl.

Järgmisena lisatakse kuplitele paar tilka värvi. Värv tungib läbi kupli ja kõigi selle pooride tunnelite kui selle sulamise esimesed tagajärjed. Tulemuseks on värviline karneval, mis jää sees.

Lõpuks segatakse värvid salve vees, andes väikestele pealtvaatajatele veel ühe visuaalse vaatepildi.

Soojuskapp

Kontrollitava temperatuuriga kapis on võimalik paigutada rea ​​aineid kuumakindlatesse mahutitesse. Selle katse eesmärk on näidata teismelistele, et igal ainel on oma sulamispunkt.

Milliseid aineid saab valida? Loogiliselt võivad metallid või soolad siseneda kappi, kuna need sulavad temperatuuril üle 500 ° C (kapis sulab).

Seetõttu võib ainete nimekirjast valida need, mis ei ületa 100 ° C, näiteks: elavhõbe (eeldades, et kappi saab jahutada alla -40 ° C), jää, šokolaad, parafiin ja palmitiinhape.

Teismelised (ja ka lapsed) vaataksid elavhõbeda muutumist metallist mustaks vedelikuks; ja siis valge jää, šokolaadiplaatide, palmitiinhappe ja lõpuks parafiiniküünla sulamine.

Et selgitada, miks parafiin sulab kõrgemal temperatuuril kui šokolaad, on vaja analüüsida selle struktuure.

Kui nii parafiin kui ka palmitiinhape on orgaanilised ühendid, peaks esimene sisaldama raskemat molekuli või polaarsemat molekuli (või mõlemat samal ajal). Selliste tähelepanekute selgitamine võib jätta õpilastele kodutööks.

Viited

  1. Van't Hul J. (24. juuli 2012). Sulatatud jääteadus Katsetage soola ja vedelate akvarellidega. Välja otsitud andmebaasist: artfulparent.com
  2. Tobin, Declan. (2018). Lõbusad faktid lastele sulamistemperatuuri kohta. Easy Science for Kids. Välja otsitud andmebaasist: easyscienceforkids.com
  3. Sarah. (11. juuni 2015). Simple Science Experiment for Kids: Mis sulab päikese käes? Frugal Fun for Boys and Girls. Välja otsitud andmebaasist: frugalfun4boys.com
  4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Keemia (8. väljaanne). KESKMINE Õppimine.
  5. h2g2. (3. oktoober 2017). Mõnede tavaliste ainete sulamispunktid. Välja otsitud andmebaasist: h2g2.com
  6. Avatud ülikool. (3. august 2006). Sulamispunktid. Välja otsitud andmebaasist: open.edu
  7. Lumen, keemia mittevajalike jaoks. (s.f.). Sulamistemperatuur. Välja otsitud andmebaasist: courses.lumenlearning.com
  8. Gillespie, Claire. (13. aprill 2018). Millised tegurid mõjutavad sulamistemperatuuri? Science. Välja otsitud andmebaasist: sciencing.com