Энэ хичээлээр бид "хайлах тусгай дулаан" гэсэн ойлголтыг судлах болно. Энэ утга нь хайлах цэгийн үед 1 кг бодисыг ялгаруулах дулааны хэмжээг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь хатуу төлөвшингэн болж хувирсан (эсвэл эсрэгээр).
Бид бодисыг хайлахад шаардлагатай (эсвэл талсжих явцад ялгардаг) дулааны хэмжээг олох томъёог судлах болно.
Сэдэв: Материйн агрегат төлөв
Хичээл: Хайлах тусгай дулаан
Энэ хичээл нь бодисыг хайлах (талсжих) үндсэн шинж чанар болох хайлуулах тусгай дулаанд зориулагдсан болно.
Сүүлийн хичээл дээр бид хайлах үед биеийн дотоод энерги хэрхэн өөрчлөгддөг вэ гэсэн асуултыг хөндсөн.
Дулаан нэмэгдэхэд биеийн дотоод энерги нэмэгддэгийг бид олж мэдсэн. Үүний зэрэгцээ биеийн дотоод энергийг температур гэх мэт ойлголтоор тодорхойлж болно гэдгийг бид мэднэ. Бидний мэдэж байгаагаар хайлах явцад температур өөрчлөгддөггүй. Тиймээс бид парадокстой тулгараад байна гэсэн сэжиг гарч ирж магадгүй юм: дотоод энерги нэмэгддэг боловч температур өөрчлөгддөггүй.
Энэ баримтын тайлбар нь маш энгийн: бүх энерги нь болор торыг устгахад зарцуулагддаг. Урвуу үйл явц нь ижил төстэй: талсжих явцад бодисын молекулууд нэгддэг нэгдсэн систем, харин илүүдэл энерги ялгарч, гадаад орчинд шингэдэг.
Төрөл бүрийн туршилтуудын үр дүнд нэг бодисыг хатуу бодисоос шингэн төлөвт шилжүүлэхийн тулд өөр өөр дулаан шаардагддаг болохыг тогтоох боломжтой болсон.
Дараа нь эдгээр дулааныг ижил масстай бодистой харьцуулахаар шийдсэн. Энэ нь хайлуулах тусгай дулаан гэх мэт шинж чанарыг бий болгоход хүргэсэн.
Тодорхойлолт
Хайлуулах тусгай дулаан- хайлах цэг хүртэл халсан 1 кг бодисыг хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилжүүлэхэд шаардагдах дулааны хэмжээ.
1 кг бодисыг талсжуулах явцад ижил хэмжээгээр ялгардаг.
Энэ нь хайлуулах тусгай дулаанаар (Грек үсгийг "ламбда" эсвэл "ламбда" гэж уншдаг) тэмдэглэгдсэн байдаг.
Нэгж: . IN энэ тохиолдолдхэмжигдэхүүнд температур байхгүй, учир нь хайлах (талсжилт) үед температур өөрчлөгддөггүй.
Бодис хайлахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд дараах томъёог ашиглана.
Дулааны хэмжээ (J);
Хүснэгтээс хайсан хайлуулах тусгай дулаан (;
Бодисын масс.
Бие талстжих үед дулаан ялгардаг тул "-" тэмдгээр бичдэг.
Жишээ нь мөсний хайлах тусгай дулаан юм.
. Эсвэл төмрийн хайлуулах тусгай дулаан:
.
Мөс хайлах хувийн дулаан нь төмрийн хайлуулах хувийн дулаанаас их байсан нь гайхах зүйл биш юм. Тодорхой бодисыг хайлахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь тухайн бодисын шинж чанараас, ялангуяа энэ бодисын хэсгүүдийн хоорондын холболтын энергиээс хамаардаг.
Энэ хичээлээр бид хайлуулах тусгай дулааны тухай ойлголтыг авч үзсэн.
Дараагийн хичээлээр бид талст биеийг халаах, хайлуулахтай холбоотой асуудлыг хэрхэн шийдвэрлэх талаар сурах болно.
Ном зүй
- Гэндэнштейн Л.Е., Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физик 8 / Ред. Орлова V. A., Roizena I. I. - М.: Мнемосине.
- Перышкин A.V. Физик 8. - М .: Bustard, 2010.
- Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физик 8. - М.: Боловсрол.
- Физик, механик гэх мэт ().
- Сайхан физик ().
- Интернет портал Kaf-fiz-1586.narod.ru ().
Гэрийн даалгавар
Хайлах гэдэг нь биеийг талст хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилжүүлэхийг хэлнэ. Хайлмал нь хайлуулах тусгай дулааныг шингээх үед явагддаг бөгөөд эхний эрэмбийн фазын шилжилт юм.
Хайлах чадвар нь тухайн бодисын физик шинж чанарыг илэрхийлдэг
At хэвийн даралт, металлын хамгийн өндөр хайлах цэг нь вольфрам (3422 ° C), энгийн бодисууд ерөнхийдөө нүүрстөрөгч (янз бүрийн эх сурвалжийн дагуу 3500 - 4500 ° C), дурын бодисуудын дунд гафни карбид HfC (3890 ° C) байна. Гели нь хамгийн бага хайлах цэгтэй гэж бид таамаглаж болно: хэвийн даралттай үед энэ нь дур мэдэн бага температурт шингэн хэвээр байна.
Хэвийн даралттай олон бодис шингэн фазгүй байдаг. Халах үед тэд шууд сублимацын замаар хийн төлөвт хувирдаг.
Зураг 9 - Мөс хайлах
Талсжилт гэдэг нь бодисыг шингэн төлөвөөс хатуу талст төлөвт шилжүүлэх, талст үүсэх үйл явц юм.
Фаз нь термодинамик системийн бусад хэсгүүдээс (бусад фазууд) интерфэйсээр тусгаарлагдсан нэгэн төрлийн хэсэг юм. химийн найрлага, бодисын бүтэц, шинж чанар огцом өөрчлөгддөг.
Зураг 10 - Мөс үүсэх усны талсжилт
Талсжилт гэдэг нь уусмал эсвэл хайлмалаас талст хэлбэрээр хатуу фазыг тусгаарлах үйл явц бөгөөд химийн үйлдвэрт бодисыг цэвэр хэлбэрээр нь авахын тулд талстжих процессыг ашигладаг.
Талсжилт нь тодорхой хязгаарлах нөхцөл, жишээлбэл, шингэний хэт хөргөлт эсвэл уурын хэт ханасан үед олон жижиг талстууд - талстжих төвүүд бараг тэр даруй гарч ирэх үед эхэлдэг. Кристалууд нь шингэн эсвэл уураас атом эсвэл молекулуудыг хавсаргаснаар ургадаг. Кристал нүүрний ургалт нь давхаргаар үүсдэг; бүрэн бус атомын давхаргын ирмэгүүд (алхамууд) ургах тусам нүүрний дагуу хөдөлдөг. Өсөлтийн хурд нь талстжилтын нөхцлөөс хамаарах нь янз бүрийн өсөлтийн хэлбэр, талст бүтэц (олон талт, давхарга, зүү хэлбэртэй, араг яс, дендрит болон бусад хэлбэрүүд, харандаа бүтэц гэх мэт) үүсэхэд хүргэдэг. Талсжих явцад янз бүрийн согогууд зайлшгүй гарч ирдэг.
Талсжих төвүүдийн тоо, өсөлтийн хурд нь хэт хөргөлтийн зэрэгт ихээхэн нөлөөлдөг.
Хэт хөргөлтийн зэрэг нь шингэн металыг талст (хатуу) хувиргалт руу шилжих температураас доош хөргөх түвшин юм. Талсжилтын далд дулааны энергийг нөхөх шаардлагатай. Анхдагч талстжилт нь шингэнээс хатуу төлөвт шилжих явцад метал (болон хайлш) дахь талст үүсэх явдал юм.
Хувийн хайлах дулаан (мөн: хайлуулах энтальпи; талсжих хувийн дулаан гэсэн ижил төстэй ойлголт байдаг) - тэнцвэрт изобар-изотерм процесст талст бодисын нэг нэгж массад өгөх дулааны хэмжээ. хатуу (талст) төлөвөөс шингэн рүү шилжүүлэх (дараа нь бодисыг талстжуулах үед ижил хэмжээний дулаан ялгардаг).
Хайлуулах буюу талсжих үеийн дулааны хэмжээ: Q=ml
Ууршилт ба буцалгах. Ууршилтын тусгай дулаан
Ууршилт гэдэг нь бодисыг шингэн төлөвөөс хийн төлөвт (уур) шилжүүлэх үйл явц юм. Ууршилтын үйл явц нь конденсацийн үйл явцын урвуу (уурын төлөвөөс шингэн төлөвт шилжих. Ууршилт (ууршилт), бодисыг өтгөрүүлсэн (хатуу эсвэл шингэн) фазаас хий (уур) руу шилжүүлэх; нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилт.
Дээд физикт ууршилтын тухай илүү боловсронгуй ойлголт байдаг
Ууршилт гэдэг нь шингэн болон хатуу биетийн гадаргуугаас бөөмс (молекул, атом) нисэн гарч (тасрах) процесс бөгөөд Ek > Ep.
Зураг 11 - Аяга цайны ууршилт
Ууршилтын хувийн дулаан (ууршилт) (L) -- физик хэмжигдэхүүн, буцлах цэг дээр авсан 1 кг бодисыг шингэн төлөвөөс хийн төлөвт шилжүүлэхэд шаардагдах дулааны хэмжээг харуулав. Ууршилтын хувийн дулааныг Ж/кг-ээр хэмждэг.
Буцалгах нь шингэн дэх ууршилт (бодисыг шингэн төлөвөөс хийн төлөвт шилжүүлэх) үйл явц бөгөөд фазын тусгаарлах хил хязгаар гарч ирдэг. Буцлах цэг агаарын даралтнь ихэвчлэн химийн цэвэр бодисын физик-химийн үндсэн шинж чанаруудын нэг гэж өгөгддөг.
Буцалгах нь нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилт юм. Буцалгах нь гадаргаас ууршихаас хамаагүй илүү эрчимтэй явагддаг бөгөөд энэ нь ууршилтын төвүүд үүссэний улмаас буцалгах температур, хольц байгаа эсэхээс хамаарна.
Хөөс үүсэх үйл явцад даралт нөлөөлж болно. дууны долгион, ионжуулалт. Ялангуяа цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн дамжих явцад ионжуулалтаас үүссэн шингэний микро эзэлхүүнийг буцалгах зарчмаар бөмбөлөгний камер ажилладаг.
Зураг 12 - Буцалж буй ус
Буцалгах, шингэний ууршилт, уурын конденсацын үеийн дулааны хэмжээ: Q=мл
Хатуу бодисыг хайлуулахын тулд түүнийг халаах шаардлагатай. Ямар ч биеийг халаахдаа нэг сонин шинж тэмдэг ажиглагддаг
Онцлог нь: биеийн температур хайлах цэг хүртэл нэмэгдэж, дараа нь бүх бие нь шингэн төлөвт шилжих хүртэл зогсдог. Хайлсны дараа температур дахин нэмэгдэж эхэлдэг, хэрэв мэдээж халаалтыг үргэлжлүүлбэл. Энэ нь бидний биеийг халаах цаг хугацаа байдаг, гэхдээ энэ нь халдаггүй. Бидний зарцуулж буй дулааны энерги хаашаа явдаг вэ? Энэ асуултад хариулахын тулд бид биеийн дотор талыг харах хэрэгтэй.
Хатуу биед молекулууд нь тодорхой дарааллаар талст хэлбэрээр байрладаг. Тэд бараг хөдөлдөггүй, зөвхөн байрандаа бага зэрэг хэлбэлздэг. Бодис шингэн төлөвт шилжихийн тулд молекулуудад нэмэлт энерги өгөх шаардлагатай бөгөөд ингэснээр талст дахь хөрш молекулуудын таталцлаас зайлсхийх боломжтой. Биеийг халааснаар бид молекулуудад энэ шаардлагатай энергийг өгдөг. Мөн бүх молекулууд хангалттай энерги авч, бүх талстууд устах хүртэл биеийн температур нэмэгдэхгүй. Ижил масстай өөр өөр бодисыг бүрэн хайлуулахын тулд өөр өөр дулаан шаардагддагийг туршилт харуулж байна.
Өөрөөр хэлбэл, үүнээс хамаарах тодорхой үнэ цэнэ байдаг бодис хайлахад хэр их дулаан шингээх шаардлагатай вэ?. Мөн энэ үнэ цэнэ нь өөр өөр бодисын хувьд өөр өөр байдаг. Физикийн хувьд энэ хэмжигдэхүүнийг бодисын хайлах тусгай дулаан гэж нэрлэдэг. Дахин хэлэхэд туршилтын үр дүнд янз бүрийн бодисын хайлуулах тусгай дулааны утгыг тогтоож, эдгээр мэдээллийг цуглуулж болох тусгай хүснэгтэд цуглуулсан. Хайлтын хувийн дулааныг Грек үсгээр λ (lambda) гэж тэмдэглэсэн бөгөөд хэмжих нэгж нь 1 Дж/кг байна.
Хайлтын тусгай дулааны томъёо
Хайлтын тусгай дулааныг дараах томъёогоор олно.
Энд Q нь m масстай биеийг хайлахад шаардагдах дулааны хэмжээ.
Дахин хэлэхэд, бодисууд хатуурах үед тэдгээрийг хайлахад шаардагдах хэмжээний дулааныг ялгаруулдаг болохыг туршилтаар мэддэг. Молекулууд энерги алдаж, бусад молекулуудын таталцлыг эсэргүүцэх чадваргүй талст үүсгэдэг. Дахин хэлэхэд, бүх бие хатуурч, хайлахад зарцуулсан бүх энерги гарах хүртэл биеийн температур буурахгүй. Өөрөөр хэлбэл, хайлуулах тусгай дулаан нь m масстай биеийг хайлуулахын тулд хичнээн их энерги зарцуулах шаардлагатайг, мөн тухайн бие хатуурах үед хэр их энерги ялгарахыг харуулдаг.
Жишээлбэл, хатуу төлөвт байгаа усны хайлалтын хувийн дулаан, өөрөөр хэлбэл мөсний хайлалтын хувийн дулаан нь 3.4 * 105 Ж/кг байна. Эдгээр өгөгдөл нь ямар ч масстай мөс хайлахад хэр их энерги шаардагдахыг тооцоолох боломжийг танд олгоно. Мөс ба усны тодорхой дулааны багтаамжийг мэдэхийн тулд та тодорхой процесст хэр их энерги шаардагдахыг тооцоолж болно, жишээлбэл, 2 кг жинтэй мөс хайлж, температур - 30˚C, үүссэн усыг буцалгана. Төрөл бүрийн бодисын талаархи ийм мэдээлэл нь аливаа бараа бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэхэд эрчим хүчний бодит зардлыг тооцоолоход маш их шаардлагатай байдаг.
ХИЙСЭН МЭДЭЭ
"Хайлж буй биетүүд"
Гүйцэтгэсэн:
Присяжнюк Ольга 9-А
Шалгасан:
Невзорова Татьяна Игоревна
Оршил
1) Дулааны хэмжээг тооцоолох
2) хайлах
3) Хайлалтын хувийн дулаан
4) Металл хайлуулах
5) Усны хайлах ба буцлах цэг
6) хайлдаг
7) Хайлах тухай сонирхолтой баримтууд
Дүгнэлт (дүгнэлт)
Ашигласан уран зохиолын жагсаалт
Оршил
Агрегат төлөв гэдэг нь тодорхой чанарын шинж чанараар тодорхойлогддог материйн төлөв байдал юм: эзэлхүүн, хэлбэрийг хадгалах чадвар эсвэл чадваргүй байдал, урт ба богино зайн дэг журам байгаа эсэх болон бусад. Нэгтгэлийн төлөвийн өөрчлөлт нь чөлөөт энерги, энтропи, нягтрал болон бусад үндсэн физик шинж чанаруудын огцом өөрчлөлт дагалдаж болно.
Нэгтгэлийн гурван үндсэн төлөв байдаг: хатуу, шингэн, хий. Заримдаа плазмыг нэгтгэх төлөв гэж ангилах нь бүрэн зөв биш юм. Шингэн талстууд эсвэл Бозе-Эйнштейний конденсат гэх мэт нэгтгэх бусад төлөвүүд байдаг.
Агрегацын төлөвийн өөрчлөлт нь фазын шилжилт гэж нэрлэгддэг термодинамик процессууд юм. Дараах сортуудыг ялгадаг: хатуугаас шингэн хүртэл - хайлах; шингэнээс хий рүү - ууршилт, буцалгах; хатуугаас хий рүү - сублимаци; хийгээс шингэн эсвэл хатуу хүртэл - конденсац. Онцлог шинж чанарсийвэнгийн төлөвт шилжих хурц хил хязгаар байхгүй байна.
Тодорхойлолтын хувьд янз бүрийн нөхцөлФизикт термодинамик фазын өргөн ойлголтыг ашигладаг. Нэг үе шатнаас нөгөөд шилжих шилжилтийг дүрсэлсэн үзэгдлийг эгзэгтэй үзэгдэл гэнэ.
Хатуу: Эзлэхүүн, хэлбэрийг хадгалах чадвараар тодорхойлогддог нөхцөл байдал. Хатуу биетийн атомууд тэнцвэрт байдлын эргэн тойронд зөвхөн бага хэмжээний чичиргээнд ордог. Урт болон ойрын зайн захиалга аль аль нь байдаг.
Шингэн: Шахах чадвар багатай, өөрөөр хэлбэл эзэлхүүнийг сайн барьдаг боловч хэлбэрээ хадгалах чадваргүй бодисын төлөв байдал. Шингэн нь түүнийг байрлуулсан савны хэлбэрийг амархан авдаг. Шингэний атомууд эсвэл молекулууд тэнцвэрийн төлөвийн ойролцоо чичирч, бусад атомуудаар түгжигдэж, ихэвчлэн бусад чөлөөт газар руу үсэрдэг. Зөвхөн богино зайн захиалга байна.
Хий: Хэмжээ, хэлбэрийг хоёуланг нь хадгалах чадваргүй, шахах чадвар сайтай нөхцөл байдал. Хий нь түүнд өгсөн бүх эзлэхүүнийг эзлэх хандлагатай байдаг. Хийн атомууд эсвэл молекулууд харьцангуй чөлөөтэй ажилладаг тул тэдгээрийн хоорондох зай нь хэмжээнээсээ хамаагүй том байдаг.
Бусад төлөв: Гүн хөргөх үед зарим бодис (бүгд биш) хэт дамжуулагч эсвэл хэт шингэн төлөвт хувирдаг. Эдгээр төлөвүүд нь мэдээжийн хэрэг тусдаа термодинамикийн үе шатууд боловч тэдгээрийг бүх нийтийн бус учраас материйн шинэ агрегат төлөв гэж нэрлэх нь бараг боломжгүй юм. Тодорхой нөхцөлд хатуу болон шингэн, тэр ч байтугай хийн аль алиных нь шинж чанарыг харуулдаг зуурмаг, гель, суспенз, аэрозоль гэх мэт гетероген бодисыг ихэвчлэн бодисын тодорхой нэгдэл төлөвт хамааралгүй тархсан материал гэж ангилдаг.
Хайлж байна
Цагаан будаа. 1. Цэвэр бодисын төлөв байдал (диаграмм)
Цагаан будаа. 2. Талст биетийн хайлах цэг
Цагаан будаа. 3. Шүлтлэг металлын хайлах цэг
Хайлах нь бодисыг талст (хатуу) төлөвөөс шингэн рүү шилжүүлэх; дулаан шингээх үед үүсдэг (эхний дарааллын фазын шилжилт). Цэвэр бодисыг хайлуулах үндсэн шинж чанар нь хайлах цэг (Tm) ба хайлуулах үйл явцыг явуулахад шаардлагатай дулаан (хайлалтын дулаан Qm) юм.
P.-ийн температур нь гадаад даралтаас хамаарна p; цэвэр бодисын төлөвийн диаграмм дээр энэ хамаарлыг хайлах муруйгаар дүрсэлсэн байна (1-р зурагт хатуу ба шингэн фазын зэрэгцэн орших муруй, AD эсвэл AD"). Хайлш ба хатуу уусмалыг хайлах нь дүрмээр бол температурын хүрээ (үл хамаарах зүйл бол тогтмол Tm-тэй эвтектик юм) Өгөгдсөн даралт дахь хайлшийн шилжилтийн эхлэл ба төгсгөлийн температурын түүний найрлагаас хамаарлыг төлөвийн диаграммд тусгай шугамаар дүрсэлсэн болно (шингэн ба солидусын муруй, зургийг үзнэ үү. Хос систем). Хэд хэдэн өндөр молекулын нэгдлүүдийн хувьд (жишээлбэл, шингэн талст үүсгэх чадвартай бодисууд) хатуу талст төлөвөөс изотроп шингэн рүү шилжих нь үе шаттайгаар (тодорхой температурын мужид) явагддаг бөгөөд үе шат бүр нь устгалын тодорхой үе шатыг тодорхойлдог. талст бүтэц.
Тодорхой температур байгаа эсэх P. - чухал тэмдэгхатуу бодисын талст бүтэц зөв. Энэ шинж чанараараа тэдгээр нь тогтсон хайлах цэггүй аморф хатуу биетүүдээс амархан ялгагдах боломжтой. Аморф хатуу бодисууд аажмаар шингэн төлөвт шилжиж, температур өсөх тусам зөөлөрдөг (Аморф төлөвийг үзнэ үү). Цэвэр металлын дунд вольфрам хамгийн өндөр температуртай (3410 ° C), мөнгөн ус хамгийн бага (-38.9 ° C) байдаг. Ялангуяа галд тэсвэртэй нэгдлүүд нь: TiN (3200 ° C), HfN (3580 ° C), ZrC (3805 ° C), TaC (4070 ° C), HfC (4160 ° C) гэх мэт. Дүрмээр бол өндөр агууламжтай бодисын хувьд. Tmelt нь Qmelt-ийн өндөр утгуудаар тодорхойлогддог. Талст бодисуудад агуулагдах хольц нь хайлах цэгийг бууруулдаг. Үүнийг практикт бага хайлах цэгтэй хайлш (жишээлбэл, хайлах цэг = 68 ° C-тай Модны хайлшийг үзнэ үү) болон хөргөх хольцыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
P. талст бодис Tm хүрэх үед эхэлдэг. Үйл явцын эхэн үеэс дуусах хүртэл бодисын температур тогтмол хэвээр, дулааныг бодист өгч байсан ч Tmelt-тэй тэнцүү байна (Зураг 2). Кристалыг T > Tmel хүртэл халаана хэвийн нөхцөлбүтэлгүйтсэн (Хэт халалтыг үзнэ үү), харин талстжих үед хайлмал дахь хэт хөргөлт харьцангуй хялбар байдаг.
P. даралтаас Tmel-ийн хамаарлын шинж чанар нь P.-ийн эзлэхүүний өөрчлөлтийн (DVmel) чиглэлээр тодорхойлогддог (Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэлийг үзнэ үү). Ихэнх тохиолдолд бодисыг ялгаруулах нь тэдгээрийн хэмжээ ихсэх (ихэвчлэн хэдэн хувиар) дагалддаг. Хэрэв энэ нь тохиолдвол даралт ихсэх нь Tmelt-ийн өсөлтөд хүргэдэг (Зураг 3). Гэсэн хэдий ч зарим бодис (ус, олон тооны металл ба металлидууд, 1-р зургийг үз) P-ийн үед эзлэхүүн багасдаг. Эдгээр бодисуудын P. температур нь даралт ихсэх тусам буурдаг.
P. нь бодисын физик шинж чанарын өөрчлөлт дагалддаг: энтропийн өсөлт нь бодисын талст бүтэц дэх эмх замбараагүй байдлыг илэрхийлдэг; дулааны багтаамжийг нэмэгдүүлэх; цахилгаан эсэргүүцэл[үл хамаарах зүйл бол шингэн төлөвт илүү өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай зарим хагас металл (Bi, Sb) ба хагас дамжуулагч (Ge) юм]. P.-ийн үед зүслэгийн эсэргүүцэл бараг тэг болж буурдаг (хайлмал дахь хөндлөн огтлолын эсэргүүцэл тархах боломжгүй) уян хатан долгион, Шингэнийг үзнэ үү), дууны тархалтын хурд (уртааш долгион) гэх мэт буурдаг.
Молекулын кинетик үзэл баримтлалын дагуу P. дараах байдлаар явагдана. Талст биеийг дулаанаар хангах үед түүний атомуудын чичиргээний энерги (хэлбэлзлийн далайц) нэмэгдэж, энэ нь биеийн температурыг нэмэгдүүлж, үүсэхийг дэмждэг. төрөл бүрийнсогогууд (болор торны бөглөөгүй зангилаа - сул орон тоо; түүний зангилааны хооронд суулгагдсан атомуудын торны үечилсэн байдлыг зөрчих гэх мэт. Талст дахь согогийг үзнэ үү). Молекулын талстуудад молекулууд нь бөмбөрцөг хэлбэртэй биш бол молекулын тэнхлэгүүдийн харилцан чиглэлийг хэсэгчлэн зөрчиж болно. Согогуудын тоо аажмаар нэмэгдэж, тэдгээрийн холбоо нь хайлах үе шатыг тодорхойлдог. Tm-д хүрэхэд болор дахь согогийн чухал концентраци үүсч, саажилт эхэлдэг - болор тор нь амархан хөдөлгөөнт субмикроскопийн бүсэд задардаг. P.-ийн үед өгсөн дулааныг биеийг халаахад биш харин атом хоорондын холбоог таслах, талст дахь алсын зайн дарааллыг устгахад ашигладаг (Урт хугацааны дараалал ба богино зайн дарааллыг үзнэ үү). Субмикроскопийн бүс нутагт атомын зохион байгуулалтын богино хугацааны дараалал нь хувиргалт хийх явцад мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөггүй (ихэнх тохиолдолд Tm дахь хайлмалын зохицуулалтын тоо болорынхтой ижил хэвээр байна). Энэ нь ууршилтын дулаантай харьцуулахад Qpl хайлуулах дулааны бага утгыг тайлбарлаж, тэдгээрийн ууршилтын явцад бодисын олон тооны физик шинж чанар харьцангуй бага өөрчлөгддөг.
Үйл явц P. тоглодог чухал үүрэгбайгальд (Дэлхийн гадаргуу дээр цас мөс үйлдвэрлэх, түүний гүнд ашигт малтмал үйлдвэрлэх гэх мэт) болон технологид (металл, хайлш үйлдвэрлэх, хэвэнд цутгах гэх мэт).
Хайлуулах тусгай дулаан
Хайлалтын хувийн дулаан (мөн: хайлуулах энтальпи; талсжих хувийн дулаан гэсэн ижил утгатай ойлголт байдаг) - тэнцвэрт изобар-изотерм процесст талст бодисын массын нэг нэгжид өгөх шаардлагатай дулааны хэмжээ. хатуу (талст) төлөвөөс шингэн (бодисын талстжих үед ялгарах ижил хэмжээний дулаан) руу шилжүүлэх. хайлуулах дулаан - онцгой тохиолдолнэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилтийн дулаан. Тусгай хайлуулах дулаан (Ж/кг) ба молийн дулаан (Ж/моль) хоёрын хооронд ялгаа бий.
Хайлалтын хувийн дулааныг үсгээр (Грекийн lambda үсэг) тэмдэглэнэ. Хайлалтын хувийн дулааныг тооцоолох томъёо нь:
хайлах тусгай дулаан хаана байна, хайлах үед бодис хүлээн авсан дулааны хэмжээ (эсвэл талстжих үед ялгардаг), хайлах (талсжих) бодисын масс.
Металл хайлуулах
Металл хайлуулахдаа сайн мэддэг дүрмийг дагаж мөрдөх ёстой. Тэд хар тугалга, цайр хайлуулах гэж байна гэж бодъё. Хар тугалга хурдан хайлж, хайлах цэг нь 327 °; цайр нь хайлах цэг нь 419 хэмээс дээш байдаг тул удаан хугацаанд хатуу хэвээр байх болно. Ийм хэт халалтын үед юу болох вэ? Энэ нь солонгын өнгийн хальсаар бүрхэгдэж эхлэх бөгөөд дараа нь түүний гадаргуу нь хайлдаггүй нунтаг давхарга дор нуугдах болно. Хар тугалга нь хэт халалтаас болж шатаж, исэлдэж, агаар дахь хүчилтөрөгчтэй нийлдэг. Энэ процесс нь мэдэгдэж байгаачлан энгийн температурт явагддаг боловч халах үед илүү хурдан явагддаг. Тиймээс цайр хайлж эхлэхэд маш бага хар тугалга металл үлдэх болно. Энэ хайлш нь төсөөлж байснаас тэс өөр найрлагатай болж, их хэмжээний хар тугалга хаягдал хэлбэрээр алдагдах болно. Илүү галд тэсвэртэй цайрыг эхлээд хайлуулж, дараа нь хар тугалга нэмэх нь ойлгомжтой. Хэрэв та цайрыг зэс эсвэл гуультай хайлуулж, эхлээд цайрыг халаавал ижил зүйл тохиолдох болно. Зэс хайлах үед цайр шатах болно. Энэ нь хайлах температур өндөртэй металыг үргэлж эхлээд хайлуулах ёстой гэсэн үг юм.
Гэхдээ энэ нь дангаараа хордлогоос зайлсхийх боломжгүй юм. Хэрэв зохих ёсоор халсан хайлшийг галд удаан хугацаагаар байлгавал утааны үр дүнд шингэн металлын гадаргуу дээр дахин хальс үүснэ. Илүү хайлдаг металл дахин исэл болж хувирч, хайлшийн найрлага өөрчлөгдөх нь тодорхой байна; Энэ нь металыг шаардлагагүй удаан хугацаанд хэт халах боломжгүй гэсэн үг юм. Тиймээс тэд металлын хаягдлыг нягт нямбай массаар хийж багасгахыг бүх талаар хичээдэг; жижиг хэсгүүд, модны үртэс, үртэсийг эхлээд "савлаж", ижил хэмжээтэй хэсгүүдийг хайлуулж, хангалттай температурт халааж, металл гадаргууг агаартай харьцахаас хамгаална. Энэ зорилгоор мастер борыг авах эсвэл металлын гадаргууг үнсний давхаргаар бүрхэж, дээд хэсэгт нь үргэлж хөвж байх болно (жижиг учраас тодорхой татах хүч) ба металл цутгахад гэмтэхгүй. Металл хатуурах үед өөр нэг үзэгдэл тохиолддог бөгөөд энэ нь залуу гар урчдад танил болсон байх магадлалтай. Металл хатуурах тусам эзэлхүүн нь буурч, энэ бууралт нь металлын дотоод, хараахан хатуураагүй хэсгүүдийн улмаас үүсдэг. Цутгамал гадаргуу дээр эсвэл дотор нь агшилтын хөндий гэж нэрлэгддэг юүлүүр хэлбэртэй хотгор үүсдэг. Ихэвчлэн хөгц нь цутгах хэсгүүдэд агшилтын хөндий үүсч, дараа нь арилгасан бүтээгдэхүүнийг аль болох хамгаалахыг хичээдэг. Агшилтын хөндий нь цутгамал материалыг сүйтгэж, заримдаа ашиглах боломжгүй болгодог нь тодорхой юм. Хайлсны дараа метал нь бага зэрэг халсан тул илүү нимгэн, халуун байх тул хэвний нарийн ширийн зүйлийг илүү сайн дүүргэж, хүйтэн хөгцтэй харьцахаас эрт хөлдөхгүй.
Хайлшийн хайлах цэг нь хайлшийг бүрдүүлдэг хамгийн галд тэсвэртэй металлын хайлах цэгээс ихэвчлэн бага байдаг тул заримдаа эсрэгээр нь хийх нь ашигтай байдаг: эхлээд илүү амархан хайлдаг металлыг хайлуулж, дараа нь илүү галд тэсвэртэй. Гэхдээ энэ нь зөвхөн исэлддэггүй металлын хувьд эсвэл эдгээр металлууд хэт исэлдэлтээс хамгаалагдсан тохиолдолд л зөвшөөрөгддөг. Энэ нь зөвхөн хэвийг төдийгүй гацуур сувгийг дүүргэхийн тулд тухайн зүйлд шаардагдахаас илүү их металл авах шаардлагатай. Та эхлээд шаардлагатай металлын хэмжээг тооцоолох хэрэгтэй нь тодорхой байна.
Усны хайлах ба буцлах цэг
Усны амьд байгальд хамгийн гайхалтай, ашигтай шинж чанар бол "хэвийн" нөхцөлд шингэн байх чадвар юм. Устай маш төстэй нэгдлүүдийн молекулууд (жишээлбэл, H2S эсвэл H2Se молекулууд) илүү хүнд байдаг боловч ижил нөхцөлд хий үүсгэдэг. Тиймээс ус нь бодисын хэзээ, хаана, ямар шинж чанар ойрхон байхыг урьдчилан таамаглаж буй үелэх системийн хуулиудтай зөрчилддөг бололтой. Манай тохиолдолд ижил босоо баганад байрлах элементүүдийн устөрөгчийн нэгдлүүдийн (гидрид гэж нэрлэгддэг) шинж чанар нь атомын масс нэмэгдэх тусам монотон өөрчлөгдөх ёстойг хүснэгтээс харж болно. Хүчилтөрөгч нь энэ хүснэгтийн зургаа дахь бүлгийн элемент юм. Нэг бүлэгт хүхэр S (атомын жин 32), селен Se (атомын жин 79), теллур Te (атомын жин 128), поллони Po (атомын жин 209) орно. Иймээс хүнд элементүүдээс хөнгөн элементүүд рүү шилжихэд эдгээр элементүүдийн гидридийн шинж чанар нь монотон өөрчлөгдөх ёстой. H2Po → H2Te → H2Se → H2S → H2O гэсэн дарааллаар. Энэ нь зөвхөн эхний дөрвөн гидридээр л тохиолддог. Жишээлбэл, элементийн атомын жин нэмэгдэхийн хэрээр буцлах, хайлах цэгүүд нэмэгддэг. Зураг дээр загалмай нь эдгээр гидридийн буцлах цэгийг, тойрог нь хайлах цэгийг заана.
Эндээс харахад атомын жин буурах тусам температур бүрэн шугаман буурдаг. Гидридийн шингэн фазын оршин тогтнох бүс нутаг улам бүр "хүйтэн" болж, хэрэв хүчилтөрөгчийн гидрид H2O нь зургаа дахь бүлгийн хөршүүдтэй төстэй хэвийн нэгдэл байсан бол шингэн ус -80 хэмээс -80 хэм хүртэл байх болно. -95 ° C. Илүү өндөр температурт өндөр температур H2O нь үргэлж хий байх болно. Аз болоход бидний хувьд болон дэлхий дээрх бүх амьтдын хувьд ус нь гажиг юм, энэ нь үечилсэн хэв маягийг хүлээн зөвшөөрдөггүй, харин өөрийн хуулийг дагаж мөрддөг.
Үүнийг маш энгийнээр тайлбарлав - усны молекулуудын ихэнх нь устөрөгчийн холбоогоор холбогддог. Эдгээр холбоосууд нь усыг шингэн гидрид H2S, H2Se, H2Te-ээс ялгадаг. Хэрэв тэд байхгүй байсан бол ус аль хэдийн хасах 95 ° C-т буцалгана. Устөрөгчийн бондын энерги нь нэлээд өндөр бөгөөд тэдгээрийг зөвхөн илүү өндөр температурт эвдэж болно. Хийн төлөвт байсан ч олон тооны H2O молекулууд устөрөгчийн холбоогоо хадгалж, нэгдэж (H2O) 2 димер үүсгэдэг. Устөрөгчийн холбоо нь зөвхөн 600 ° C-ийн усны уурын температурт бүрэн арилдаг.
Буцалж буй шингэн дотор уурын бөмбөлөг үүсэхийг буцалгана гэдгийг санаарай. Хэвийн даралттай үед цэвэр ус 100 "С-т буцалгана. Хэрэв дулааныг чөлөөт гадаргуугаар дамжуулан нийлүүлбэл гадаргуугийн ууршилтын процесс хурдасна, гэхдээ буцалгах үед эзлэхүүний ууршилт үүсэхгүй. Гаднах даралтыг бууруулснаар буцалгах боломжтой, учир нь энэ тохиолдолд уурын даралт нь гадаад даралттай тэнцүү байна , бага температурт хүрч байна.Дээш нь маш өндөр уулдаралт, үүний дагуу буцлах цэг нь маш их буурч, ус нь хоол хийхэд тохиромжгүй болдог - шаардлагатай усны температурт хүрч чадахгүй. Хангалттай үед цусны даралт өндөр байхУсыг тугалга (327 ° C) хайлуулахад хангалттай халааж, буцалгахгүй.
Хэт өндөр хайлах буцлах температураас гадна (мөн сүүлийн үйл явц нь ийм энгийн шингэний хувьд хэт өндөр хайлуулах дулааныг шаарддаг) усны оршин тогтнох хүрээ нь ер бусын юм - эдгээр температурын хэдэн зуун градусаар ялгаатай байдаг. ус шиг ийм бага молекул жинтэй шингэний хувьд нэлээд том хүрээ. Гипотерми ба усны хэт халалтын зөвшөөрөгдөх хэмжээ нь ер бусын их байдаг - болгоомжтой халаах эсвэл хөргөхөд ус -40 хэмээс +200 хэм хүртэл шингэн хэвээр байна. Энэ нь ус шингэн хэвээр байх температурын хүрээг 240 ° C хүртэл өргөжүүлдэг.
Мөсийг халаахад эхлээд түүний температур нэмэгддэг боловч ус, мөсний холимог үүссэн цагаас эхлэн бүх мөс хайлж дуустал температур өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Үүнийг хайлж буй мөсөнд нийлүүлсэн дулааныг зөвхөн талстыг устгахад зарцуулдагтай холбон тайлбарлаж байна. Бүх талстууд устах хүртэл мөсний хайлах температур өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна (хайлах далд дулааныг үзнэ үү).
Хайлдаг
Хайлмал нь хайлах цэгээс алслагдсан, хайлах цэгт ойр байрлах тодорхой хязгаарт температурт байгаа бодисын шингэн хайлсан төлөв юм. Хайлмалын шинж чанар нь хайлсан бодис дахь элементүүдийн химийн бондын төрлөөр тодорхойлогддог.
Хайлмал олддог өргөн хэрэглээметаллурги, шилний үйлдвэрлэл болон технологийн бусад салбарт. Ихэвчлэн хайлмал нь нарийн төвөгтэй найрлагатай бөгөөд харилцан үйлчлэлийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг (фазын диаграмыг үзнэ үү).
Хайлмал байдаг
1.Метал (Металл (нэр нь латин metallum - уурхай, уурхай гэсэн үгнээс гаралтай) - онцлог шинж чанартай элементүүдийн бүлэг металл шинж чанарөндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалт, эсэргүүцлийн эерэг температурын коэффициент, өндөр уян хатан чанар, металл гялбаа гэх мэт);
2. Ион (Ион (эртний Грек хэлээр ἰόν - явах) - атом, молекул нэг буюу хэд хэдэн электроноо алдаж, олсны үр дүнд үүссэн нэг атомт эсвэл олон атомт цахилгаан цэнэгтэй бөөмс. Ионжилт (ион үүсэх үйл явц) өндөр температурт, нөлөөн дор үүсдэг цахилгаан орон);
3. Атомуудын хооронд ковалент холбоо бүхий хагас дамжуулагчид (Хагас дамжуулагч гэдэг нь тусгай дамжуулах чанараараа дамжуулагч ба диэлектрикийн хооронд завсрын байрыг эзэлдэг материал бөгөөд тусгай дамжуулалт нь хольцын концентраци, температур ба температураас хүчтэй хамааралтайгаараа дамжуулагчаас ялгаатай материал юм. янз бүрийн төрөлцацраг. Эдгээр материалын гол шинж чанар нь температур нэмэгдэхийн хэрээр цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэх явдал юм);
4. Ван дер Ваалсын холбоо бүхий органик хайлмал;
5. Өндөр полимер (Полимер (грек. πολύ- - олон; μέρος - хэсэг) - олон дахин давтагдах замаар олж авсан органик бус ба органик, аморф ба талст бодисууд. янз бүрийн бүлгүүд"мономер нэгж" гэж нэрлэгддэг атомууд нь химийн эсвэл зохицуулалтын холбоогоор урт макромолекулуудад холбогдсон)
Төрөлөөр нь хайлдаг химийн нэгдлүүдбайдаг:
1. Давс;
2. Исэл;
3. Оксид-силикат (шаар) гэх мэт.
Онцгой шинж чанартай хайлмал:
1. Эвтектик
Хайлах тухай сонирхолтой баримтууд
Мөсөн үр тариа ба одууд.
Хэсэг авчир цэвэр мөсдулаан өрөөнд оруулаад хайлж байгааг хараарай. Цул, нэгэн төрлийн мэт санагдсан мөс нь олон жижиг мөхлөгүүд болох бие даасан талстууд болон хуваагддаг нь маш хурдан тодорхой болно. Тэд мөсний эзлэхүүнд эмх замбараагүй байрладаг. Гадаргуугаас мөс хайлах үед ижил сонирхолтой зургийг харж болно.
Гөлгөр мөсийг дэнлүү рүү авчирч, хайлж эхлэх хүртэл хүлээнэ үү. Хайлмал нь дотоод мөхлөгт хүрэхэд маш нарийн хэв маяг гарч эхэлнэ. Хүчтэй томруулдаг шилээр тэд зургаан өнцөгт цасан ширхгүүдийн хэлбэртэй болохыг харж болно. Үнэндээ эдгээр нь усаар дүүрсэн гэссэн хотгорууд юм. Тэдний цацрагийн хэлбэр, чиглэл нь мөсний нэг талстуудын чиглэлтэй тохирч байна. Эдгээр хэв маягийг 1855 онд нээж, дүрсэлсэн Английн физикчийг хүндэтгэн "Тинделийн одууд" гэж нэрлэдэг. Цасан ширхгүүд шиг харагддаг "Тиндал одод" нь үнэндээ усаар дүүрсэн 1.5 мм хэмжээтэй хайлсан мөсний гадаргуу дээрх хотгорууд юм. Тэдний төв хэсэгт хайлсан мөс, хайлсан усны эзлэхүүний зөрүүгээс үүссэн агаарын бөмбөлгүүд харагдаж байна.
ТА МЭДСЭН ҮҮ?
Модны хайлш гэж нэрлэгддэг металл байдаг бөгөөд энэ нь бүлээн усанд (+68 хэм) амархан хайлдаг. Тиймээс, элсэн чихэрийг шилэнд хутгахад энэ хайлшаар хийсэн металл халбага нь элсэн чихэрээс хурдан хайлдаг!
Хамгийн галд тэсвэртэй бодис болох тантал карбид TaC0-88 нь 3990°С-ийн температурт хайлдаг.
1987 онд Германы судлаачид усыг -700С хүртэл хэт хөргөж, шингэн төлөвт байлгаж чаджээ.
Заримдаа явган хүний зам дээрх цасыг хурдан хайлуулахын тулд давс цацдаг. Мөс хайлах нь усан дахь давсны уусмал үүссэн тул хөлдөх цэг нь агаарын температураас бага байдаг. Энэ шийдэл нь зүгээр л явган хүний замаас урсдаг.
Сонирхолтой нь давс, усны уусмалын температур нь цэвэр цасны температураас бага байдаг тул нойтон хучилттай зам дээр хөл чинь илүү хүйтэн байдаг.
Хэрэв та цайны аяганаас элсэн чихэртэй, элсэн чихэргүй хоёр аяганд цай асгавал элсэн чихэртэй аяганд цай илүү хүйтэн байх болно. Мөн энерги нь элсэн чихэрийг уусгахад зарцуулагддаг (түүний болор торыг устгах).
Хүчтэй хяруунд мөсний гөлгөр байдлыг сэргээхийн тулд гулгуурын талбайг усалдаг. халуун ус.. Халуун уснимгэн хайлдаг дээд давхаргамөс, тийм ч хурдан хөлддөггүй, тархах цагтай, мөсний гадаргуу нь маш гөлгөр болж хувирдаг.
Дүгнэлт (дүгнэлт)
Хайлах гэдэг нь бодисыг хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилжүүлэх явдал юм.
Халах үед бодисын температур нэмэгдэж, бөөмсийн дулааны хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж, биеийн дотоод энерги нэмэгддэг.
Хатуу бодисын температур хайлах цэгт хүрэхэд хатуу бодисын болор тор нурж эхэлдэг. Тиймээс хатуу биед дамжуулж буй халаагчийн энергийн гол хэсэг нь бодисын хэсгүүдийн хоорондын холбоог багасгах, өөрөөр хэлбэл болор торыг устгахад чиглэгддэг. Үүний зэрэгцээ бөөмс хоорондын харилцан үйлчлэлийн энерги нэмэгддэг.
Хайлсан бодис нь их хэмжээний нөөцтэй дотоод энергихатуу төлөвөөс илүү. Хайлуулах дулааны үлдсэн хэсэг нь хайлах явцад биеийн эзэлхүүнийг өөрчлөх ажлыг гүйцэтгэхэд зарцуулагддаг.
Хайлах үед ихэнх талст биетүүдийн эзэлхүүн нэмэгдэж (3-6%), хатуурах үед буурдаг. Гэхдээ хайлах үед хэмжээ нь багасч, хатуурах үед нэмэгддэг бодисууд байдаг. Үүнд, жишээлбэл, ус, цутгамал төмөр, цахиур болон бусад зүйлс орно. . Ийм учраас мөс усны гадаргуу дээр хөвж, хатуу ширэм өөрийн хайлмагт хөвдөг.
Хатуу бодис, аморф гэж нэрлэгддэг (хув, давирхай, шил) нь тодорхой хайлах цэггүй байдаг.
Бодисыг хайлуулахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь хайлуулах тусгай дулааны бүтээгдэхүүн ба бодисын масстай тэнцүү байна.
Хайлтын хувийн дулаан нь хайлах хурдаар авсан 1 кг бодисыг хатуу бодисоос шингэн болгон хувиргахад хэр их дулаан шаардагдахыг харуулдаг.
SI-д хайлуулах тусгай дулааны нэгж нь 1Ж/кг байна.
Хайлуулах явцад болорын температур тогтмол хэвээр байна. Энэ температурыг хайлах цэг гэж нэрлэдэг. Бодис бүр өөрийн гэсэн хайлах цэгтэй байдаг.
Тухайн бодисын хайлах цэг нь атмосферийн даралтаас хамаарна.
Ашигласан уран зохиолын жагсаалт
1) "Викпедиа" цахим нэвтэрхий толь бичгийн мэдээлэл
http://ru.wikipedia.org/wiki/Main_page
2) "Сониуч хүмүүст зориулсан гайхалтай физик" вэбсайт http://class-fizika.narod.ru/8_11.htm
3) вэбсайт " Физик шинж чанарус"
http://all-about-water.ru/boiling-temperature.php
4) "Металл ба бүтэц" вэбсайт
http://metaloconstruction.ru/osnovy-plavleniya-metallov/
