Топене на твърди вещества - studopediya

Пример за преход от първи ред е топене и кристализация на твърди вещества. процес на топене играе важна роля в природата (сняг и лед върху земната повърхност, стопяване на минерали в неговата вътрешност, и т.н.) и в областта (производство на метали и сплави, леене във форми и др.).

Plavlenie- тяло е преходът от кристално твърдо вещество към течност.

Основните характеристики на топене чисти химикали се топят температура (Тт) и се загрява (топлина на стапяне QPL) необходими за процеса на топене.

В процеса на температура кристал топене остава постоянна. Тази температура се нарича температура на топене Тт на. , Всяка субстанция има своя собствена температура на топене. Температурата на топене на даден материал зависи от атмосферното налягане. Най-високата точка на топене между чисти метали е волфрам (3410 ° С), най-ниската -
живак (-38,9 ° С).

постоянна температура се дължи на факта, че топене на целия вход за нагряване е в неправилност редовен пространственото разположение на атоми (молекули) в кристалната решетка. За повечето кристали (различни от вода, както и някои сплави), температура на топене нараства с увеличаване на външен натиск, тъй атома раздалечаващи един от друг на по-високо налягане изисква повече енергия термични движения, т. Е. по-висока температура.

Стопеният материал има голям вътрешен марж енергия, отколкото в твърдо състояние. Останалата част от топлината на топене се консумира за извършване на работа, за да промените силата на звука на тялото по време на топене. При топене, обемът на повечето увеличава кристални твърди вещества (3-6%), и намалява по време на втвърдяване. Но има вещества, в които в обема на топене намалява и по време на втвърдяване - увеличава. Те включват, например, вода, желязо, силиций и др. Ето защо лед плава върху водата, а твърдият актьорския състав - в собствената си стопилка.

Топене започва, когато т.т. на кристално вещество. От началото до завършване на температурата на топене на материала остава постоянна и равна на Тт за вещество, въпреки топлина (фиг. 1). Загрява кристал към Т> Тт при нормални условия не е възможно, докато значително преохлаждане на стопилката се постига сравнително лесно по време на кристализацията.

Топене случва с абсорбцията на латентна топлина на фазов преход - топлина на топене QPL на ..

Специфична топлина на стапяне QPL. Тя показва количеството топлина, необходима за пълно превръщане на 1 кг вещество от твърдото вещество в течно състояние, взети на температурата на топене. QPL. = QPL. / M, J / кг.

Топене придружава от промени във физическите свойства на: увеличаване на ентропията, което отразява нарушено кристалната структура на веществото; увеличаване на капацитета на топлина, електрическо съпротивление. Пада до почти нула при топене устойчивост на срязване намалява скоростта на звука размножаване (надлъжни вълни), и т.н.

Фиг. 1. Спиране на температурата на топене на кристалната структура.
На абсцисата представлява времето # 964; пропорционално нанася равномерно върху количеството топлина тялото.

Според молекулните кинетични представяния, топене се провежда както следва. Когато обобщаващи кристална топлина на тялото увеличава енергията вибрации (вибрации амплитуда) на неговите атоми, което води до повишаване на телесната температура и спомага за образуването на кристал на различни дефекти (незаети кристалната решетка точки - позиция; разстройства периодичността на решетъчни атоми, инфилтрирани между нейните възли и т.н. . молекулните кристали могат да бъдат частично неправилност на взаимна ориентация на молекулните оси, когато молекули не имат сферична форма. постепенно увеличаване на броя на дефекти характеризират стъпка им premelting асоциация. С постигането на Тм в кристални дефекти създадена критична концентрация започва plavlenie- кристалната решетка разбива тече подмикроскопско регион. Предоставеният топлината в топенето на тялото не идва на отоплението и разкъсване на interatomic облигации и унищожаване на дългосрочен порядък в кристали. В самите като подмикроскопичните области за къси разстояния в подредбата на атомите при топене не се променя значително. Това обяснява по-ниските стойности QPL топлина на стапяне сравнение с топлината на изпарение и относително малки промени в редица физични свойства на вещества, когато те се топят. Тъй като температурата се увеличава молекулите се движат повече и повече интензивни. При нагряване, не само увеличава молекулното кинетичната енергия на тялото, но също така и потенциалната енергия на неговите атоми, тъй като с увеличаване на амплитудата на осцилации атома далеч един от друг по-голямо разстояние и подход всеки друг на малко разстояние, така че енергията взаимодействие на техните електрически увеличава зареждане. С повишаване на температурата се появява накрая такова време, когато се поддържа за сред силно мода атома става невъзможно и разрушаването на кристалната решетка започва от тази точка, в резултат на затихване и за далечни разстояния. А твърди стопилки.

В аморфни твърди вещества с времето на промяна на температурата не е постоянна температура част А, и само на точка на инфлексия. Увеличаването на аморфна телесна температура, придружено от постоянно намаляване на вискозитета му.

Обратните трансфер на вещество в твърдо състояние е възможно от двете течни и газообразни състояния. В този и в другия случай преход настъпва от състояние лишен на симетрия, в състоянието, където съществува симетрия (това се отнася за реда на далечни разстояния, което се случва в кристали и в която не течности или газове). Следователно, преходът към твърдо състояние трябва да се появят внезапно при определена температура, за разлика от преминаването на течността пара, която може да се проведе непрекъснато. Процесът на образуване на твърдо тяло с охлаждаща течност е процес на образуване на кристали (кристализация) и се среща при определена температура - температура на кристализация. Тъй като за такава система конверсия, енергийните намалява, този преход трябва да бъде придружено от освобождаването на енергия под формата на топлина на кристализация. Законът за запазване на енергията следва, че топлина на топене и топлина на кристализация е равна на една от друга.