Makala haya yanafafanua uwekaji fuwele na kuyeyuka ni nini. Kwa kutumia mfano wa majimbo anuwai ya mkusanyiko wa maji, inaelezewa ni joto ngapi inahitajika kwa kufungia na kuyeyusha na kwa nini maadili haya ni tofauti. Tofauti kati ya aina nyingi na fuwele-moja inaonyeshwa, pamoja na utata wa kutengeneza ya pili.
Njia hadi hali nyingine ya jumla
Mtu wa kawaida huwa hafikirii kulihusu, lakini maisha katika kiwango ambacho yapo sasa yasingewezekana bila sayansi. Gani? Swali si rahisi, kwa sababu taratibu nyingi hutokea kwenye makutano ya taaluma kadhaa. Matukio ambayo ni ngumu kufafanua uwanja wa sayansi kwa usahihi ni fuwele na kuyeyuka. Inaweza kuonekana, vizuri, ni nini ngumu hapa: kulikuwa na maji - kulikuwa na barafu, kulikuwa na mpira wa chuma - kulikuwa na dimbwi la chuma kioevu. Hata hivyo, hakuna taratibu kamili za mabadiliko kutoka hali moja ya mkusanyiko hadi nyingine. Wanafizikia wanazidi kuingia ndani ya msitu, lakini bado haiwezekani kutabiri ni wakati gani kuyeyuka na kuangaza kwa miili kutaanza.inageuka.
Tunachojua
Jambo ambalo ubinadamu bado wanalijua. Kiwango cha kuyeyuka na kuangazia huamuliwa kwa urahisi kabisa. Lakini hata hapa kila kitu si rahisi sana. Kila mtu anajua kwamba maji huyeyuka na kuganda kwa nyuzi joto sifuri. Walakini, maji kawaida sio tu muundo fulani wa kinadharia, lakini ujazo maalum. Usisahau kwamba mchakato wa kuyeyuka na crystallization sio mara moja. Mchemraba wa barafu huanza kuyeyuka kidogo kabla ya kufikia digrii sifuri haswa, maji kwenye glasi hufunikwa na fuwele za kwanza za barafu kwenye joto ambalo liko juu kidogo ya alama hii kwenye mizani.
Utoaji na ufyonzwaji wa joto wakati wa mpito hadi hali nyingine ya mkusanyiko
Uyeyushaji wa fuwele na kuyeyuka kwa yabisi huambatana na athari fulani za joto. Katika hali ya umajimaji, molekuli (au wakati mwingine atomi) hazijaunganishwa kwa nguvu sana. Kwa sababu ya hili, wana mali ya "fluidity". Wakati mwili unapoanza kupoteza joto, atomi na molekuli huanza kuchanganya katika muundo ambao ni rahisi zaidi kwao. Hivi ndivyo fuwele hutokea. Mara nyingi inategemea hali ya nje ikiwa grafiti, almasi au fullerene itapatikana kutoka kwa kaboni sawa. Kwa hivyo sio joto tu, lakini pia shinikizo huathiri jinsi fuwele na kuyeyuka kutaendelea. Hata hivyo, kuvunja vifungo vya muundo wa fuwele ngumu, inachukua nishati kidogo zaidi, na hivyo kiasi cha joto, kuliko kuunda. Hivyo,dutu hii itafungia kwa kasi zaidi kuliko kuyeyuka, chini ya hali sawa ya mchakato. Jambo hili linaitwa joto la latent na linaonyesha tofauti iliyoelezwa hapo juu. Kumbuka kuwa joto fiche halihusiani na joto kama hilo na huakisi kiasi cha joto kinachohitajika ili kuangazia fuwele na kuyeyuka kutokea.
Badilisha sauti unapohamia katika hali nyingine ya kujumlisha
Kama ilivyotajwa tayari, wingi na ubora wa bondi katika hali ya kioevu na dhabiti ni tofauti. Hali ya kioevu inahitaji nishati zaidi, kwa hiyo atomi huenda kwa kasi, mara kwa mara kuruka kutoka sehemu moja hadi nyingine na kuunda vifungo vya muda. Kwa kuwa amplitude ya oscillations ya chembe ni kubwa zaidi, kioevu pia kinachukua kiasi kikubwa. Ambapo katika mwili madhubuti vifungo ni dhabiti, kila chembe huzunguka eneo moja la msawazo, haiwezi kuondoka kwenye nafasi yake. Muundo huu unachukua nafasi kidogo. Kwa hivyo kuyeyuka na kuangazia kwa dutu kunaambatana na mabadiliko ya ujazo.
Sifa za ukaushaji na kuyeyuka kwa maji
Kioevu cha kawaida na muhimu kama hiki kwa sayari yetu kama maji, labda si sadfa kwamba kinachukua nafasi kubwa katika maisha ya takriban viumbe vyote vilivyo hai. Tofauti kati ya kiasi cha joto kinachohitajika kwa fuwele na kuyeyuka kutokea, pamoja na mabadiliko ya kiasi wakati wa kubadilisha hali ya mkusanyiko, imeelezwa hapo juu. Isipokuwa kwa sheria zote mbili ni maji. Hydrojeni ya molekuli tofauti, hata katika hali ya kioevu, inachanganya kwa muda mfupi, na kutengeneza dhaifu, lakini bado sio.dhamana ya hidrojeni sifuri. Hii inaelezea uwezo wa joto wa juu sana wa maji haya ya ulimwengu wote. Ikumbukwe kwamba vifungo hivi haviingilii na mtiririko wa maji. Lakini jukumu lao wakati wa kufungia (kwa maneno mengine, crystallization) bado haijulikani hadi mwisho. Walakini, inapaswa kutambuliwa kuwa barafu ya misa sawa inachukua kiasi zaidi kuliko maji ya kioevu. Ukweli huu husababisha uharibifu mkubwa kwa huduma za umma na kusababisha matatizo mengi kwa watu wanaozihudumia.
Ujumbe kama huo huonekana kwenye habari zaidi ya mara moja au mbili. Wakati wa msimu wa baridi, ajali ilitokea kwenye nyumba ya boiler ya makazi fulani ya mbali. Kwa sababu ya vimbunga, barafu au theluji kali, hatukuwa na wakati wa kutoa mafuta. Maji yaliyotolewa kwa radiators na mabomba yaliacha kupokanzwa. Ikiwa haijatolewa kwa wakati, na kuacha mfumo angalau sehemu tupu, na ikiwezekana kuwa kavu kabisa, huanza kupata joto la kawaida. Mara nyingi, kwa bahati mbaya, kwa wakati huu kuna baridi kali. Na barafu huvunja mabomba, na kuacha watu bila nafasi ya maisha ya starehe katika miezi ijayo. Kisha, bila shaka, ajali hiyo inaondolewa, wafanyakazi mashujaa wa Wizara ya Hali ya Dharura, wakivunja blizzard, kutupa tani kadhaa za makaa ya mawe huko kwa helikopta, na mabomba ya bahati mbaya hubadilisha mabomba kuzunguka saa katika baridi kali.
Theluji na vipande vya theluji
Tunapofikiria barafu, mara nyingi huwa tunafikiria cubes baridi kwenye glasi ya juisi au sehemu kubwa ya Antaktika iliyoganda. Theluji hugunduliwa na watu kama jambo maalum, ambalo linaonekana kuwahaihusiani na maji. Lakini kwa kweli ni barafu sawa, iliyohifadhiwa tu kwa utaratibu fulani ambao huamua sura. Wanasema kuwa hakuna theluji mbili zinazofanana katika ulimwengu mzima. Mwanasayansi kutoka USA alijishughulisha na biashara kwa umakini na kuamua masharti ya kupata uzuri huu wa hexagonal wa sura inayotaka. Maabara yake inaweza hata kutoa theluji ya theluji ya ngozi inayofadhiliwa na mteja. Kwa njia, mvua ya mawe, kama theluji, ni matokeo ya mchakato wa kushangaza wa fuwele - kutoka kwa mvuke, sio kutoka kwa maji. Mabadiliko ya kinyume cha mwili dhabiti mara moja kuwa mkusanyiko wa gesi huitwa usablimishaji.
Fuwele moja na polycrystals
Kila mtu aliona michoro ya barafu kwenye glasi kwenye basi wakati wa baridi. Wao huundwa kwa sababu ndani ya usafiri joto ni juu ya sifuri Celsius. Na zaidi ya hayo, watu wengi, wakipumua pamoja na hewa kutoka kwa mvuke wa mwanga, hutoa unyevu ulioongezeka. Lakini glasi (mara nyingi nyembamba moja) ina hali ya joto iliyoko, ambayo ni, hasi. Mvuke wa maji, kugusa uso wake, haraka sana hupoteza joto na hugeuka kuwa hali imara. Kioo kimoja hushikamana na mwingine, kila sura ya mfululizo ni tofauti kidogo na ya awali, na mifumo nzuri ya asymmetric inakua kwa kasi. Hii ni mfano wa polycrystals. "Poly" ni kutoka kwa Kilatini "nyingi". Katika kesi hii, idadi ya microparts ni pamoja katika nzima moja. Bidhaa yoyote ya chuma pia mara nyingi ni polycrystal. Lakini fomu kamili ya prism ya asili ya quartz ni kioo kimoja. Katika muundo wake, hakuna mtu atapata dosari na mapungufu, wakati katika viwango vya polycrystalline vya mwelekeosehemu zimepangwa ovyo na hazikubaliani.
smartphone na darubini
Lakini katika teknolojia ya kisasa, fuwele safi kabisa huhitajika mara nyingi. Kwa mfano, karibu smartphone yoyote ina kipengele cha kumbukumbu ya silicon kwenye matumbo yake. Hakuna chembe hata moja katika juzuu hii yote inapaswa kuhamishwa kutoka eneo lake linalofaa. Kila mtu lazima achukue nafasi yake. Vinginevyo, badala ya picha, utapata sauti katika utoaji, na, uwezekano mkubwa, zile zisizopendeza.
Katika darubini, vifaa vya kuona usiku pia vinahitaji monocrystals zenye mwanga wa kutosha ambazo hubadilisha mionzi ya infrared kuonekana. Kuna njia kadhaa za kukua, lakini kila mmoja anahitaji huduma maalum na mahesabu yaliyothibitishwa. Jinsi fuwele moja zinapatikana, wanasayansi wanaelewa kutoka kwa michoro ya awamu ya serikali, yaani, wanaangalia grafu ya kuyeyuka na fuwele ya dutu. Kuchora picha kama hiyo ni ngumu, ndiyo sababu wanasayansi wa nyenzo wanathamini sana wanasayansi ambao wanaamua kupata maelezo yote ya grafu kama hiyo.
