Etanoli është përbërësi kryesor pije alkolike. Vodka e zakonshme është bërë 40% prej saj. Në jetën e përditshme quhet alkool. Edhe pse në fakt ky term karakterizon një klasë të madhe të substancave organike. Pika e vlimit të alkoolit në presion normal është 78.3 gradë Celsius. Kjo vlen vetëm për etanolin e paholluar. Pika e vlimit të një solucioni alkoolik është zakonisht disi më e ulët. Në këtë artikull do të kuptojmë se çfarë është etanoli. Ne gjithashtu do të diskutojmë vetitë e tij fizike dhe kimike, veçoritë e prodhimit dhe aplikimit. Nuk do të anashkalojmë pyetjen kryesore se cila është pika e vlimit të alkoolit.

Informacion i pergjithshem

Etanoli është një nga alkoolet më të njohura. Molekula e saj përmban elementë të tillë si karboni, hidrogjeni dhe oksigjeni. Formula kimike e etanolit është C 2 H 6 O. Është një lëng pa ngjyrë me erë specifike alkoolike. Është më i lehtë se uji. Pika e vlimit të alkoolit është 78.39 gradë Celsius. Por kjo është në presion normal. Pika e vlimit të alkoolit të korrigjuar është 78,15 gradë Celsius. Ai përmban 4.43% ujë. Pika e vlimit të alkoolit etilik është më e ulët, aq më e holluar është.

Aplikimi në jetën e përditshme dhe në industri

Alkooli etilik është një tretës i shkëlqyer. Prodhohet nga fermentimi i sheqerit me maja. Në shumë fshatra në vendet post-sovjetike ajo ende bëhet në shtëpi. Pija alkoolike që rezulton quhet moonshine. Alkooli etilik është droga më e vjetër rekreative e përdorur nga njerëzit. Mund të shkaktojë dehje nga alkooli nëse konsumohet në sasi të konsiderueshme.

Etanoli është një substancë e paqëndrueshme, e ndezshme. Përdoret në jetën e përditshme dhe në industri si një antiseptik, tretës, lëndë djegëse dhe lëng aktiv në termometra pa merkur (ngrijnë në -114 gradë Celsius).

Pika e vlimit të alkoolit kundrejt presionit

Kur tregojnë librat e referencës vetitë fizike substanca, atëherë duhet të kuptoni se të gjitha këto matje janë bërë në të ashtuquajturat kushte normale. Me rritjen e presionit, pika e vlimit të alkoolit etilik zvogëlohet. Sot mund të gjeni shumë tabela që ofrojnë të dhëna referuese për këtë çështje. Në 780 mm Hg, etanoli vlon në 78,91 gradë Celsius, në 770 - 78,53ºC, në 760 - 78,15ºC, në 750 - 77,77ºC, në 740 - 77,39º3 -762C.

Pika e vlimit të alkoolit metil

CH 3 OH u prodhua fillimisht si një nënprodukt i distilimit shkatërrues të drurit. Sot përftohet drejtpërdrejt nga dioksidi i karbonit dhe hidrogjeni. Ka erë shumë të ngjashme me etanolin. Megjithatë, metanoli është shumë toksik dhe mund të shkaktojë vdekjen tek njerëzit. Pika e vlimit të alkoolit është 64,7 gradë Celsius. Përdoret si antifriz dhe tretës. Përdoret gjithashtu për të prodhuar bionaftë.

Historia e prodhimit

Fermentimi i sheqerit për të prodhuar etanol është një nga bioteknologjitë më të hershme për t'i shërbyer njerëzimit. Efekti dehës i pijeve të bazuara në të është i njohur që nga kohërat e lashta. Njerëzit gjithmonë kanë pëlqyer gjendjen e ndërgjegjes së ndryshuar që ajo shkakton. Edhe 9000 vjet më parë, kinezët i njihnin pijet alkoolike. Distilimi si proces ishte i njohur për arabët dhe grekët, por ata kishin mjaftueshëm verë. Alkimistët mësuan të prodhonin alkool prej tij vetëm në shekullin e 12-të. Etanoli u prodhua për herë të parë në mënyrë sintetike vetëm në 1825 nga Michael Faraday.

Kimia dhe mjekësia

Etanoli përdoret kryesisht si lëndë e parë për prodhimin e substancave të tjera dhe si tretës. Është një nga komponentët e shumë produkteve kimikate shtëpiake të cilat përdoren çdo ditë në jetën e përditshme. Etanoli gjendet në fshirëset e xhamit të përparmë dhe në antifriz. Në mjekësi përdoret si antiseptiku më i thjeshtë. Dezinfekton dhe tha mirë plagët. Përdoret gjithashtu për të bërë të gjitha llojet e tinkturave dhe ekstrakteve. Përveç kësaj, ajo ftohet dhe ngroh mirë. Në mungesë të medikamenteve të tjera, ai përdorej si anestezi.

Shoqëria dhe kultura

Një studim i publikuar në vitin 2002 zbuloi se 41% e vdekjeve në aksidente automobilistike janë për shkak të drejtimit të mjetit në gjendje të dehur. Sa më i lartë të jetë përmbajtja e alkoolit në gjak të shoferit, aq më i madh është rreziku. Konsumimi i pijeve alkoolike ka një histori të gjatë. Shumë studime i janë kushtuar këtij fenomeni social. Procesi i pirjes së pijeve alkoolike dhe dehjes është përshkruar në shumë mënyra. vepra arti. Filmi i famshëm i Vitit të Ri "Ironia e fatit, ose shijoni banjën tuaj!" i dedikohet pikërisht pasojave të abuzimit me alkoolin, ndonëse në formë komike. Shumë njerëz krijues përdorte alkoolin si element të domosdoshëm për gjenerimin e ideve të reja ose mënyrë e lehtë tejkalimi i stresit. Pirja e moderuar është e pranueshme dhe madje e dëshirueshme në shumicën e kulturave moderne. Pirja e pijeve alkoolike është një traditë në shumë ngjarje të veçanta. Përjashtim bën Islami. Sipas rregullave të kësaj feje, pirja e çdo pije alkoolike është një mëkat i tmerrshëm.

Alkoolizmi dhe pasojat e tij

Pirja e tepërt është një sëmundje. Karakterizohet nga varësia fizike dhe mendore nga vodka ose pije të tjera të forta dhe është një lloj abuzimi me substanca. Alkoolistët humbasin kontrollin mbi sasinë që pinë. Ata kërkojnë një dozë gjithnjë në rritje për të përjetuar kënaqësi. Besohet se përmirësimi i mirëqenies së popullsisë çon vetëm në një rritje të vëllimit të konsumit të alkoolit. Mjeku suedez M. Huss ishte i pari që studioi alkoolizmin kronik në 1849. Ai identifikoi një sërë ndryshimesh patologjike që shfaqen tek një person me konsumim sistematik të alkoolit. Tani shkencëtarët vënë një vijë të qartë midis dehjes dhe alkoolizmit. E dyta është një sëmundje që vetë një person nuk është në gjendje ta përballojë. Ai kalon nëpër disa faza në zhvillimin e tij. Në çdo fazë të re ka një rritje graduale të varësisë. Pacienti kërkon një dozë gjithnjë e më të madhe. Gradualisht, intoksikimi kronik i alkoolit çon në çrregullime somatike. Shenjat fillestare të varësisë fizike dhe mendore përfshijnë humbjen e kontrollit mbi përdorimin dhe shfaqjen e pirjes së tepërt. Personat me alkoolizëm të rëndë kanë probleme me punën e tyre organet e brendshme dhe çrregullime mendore.

Trajtimi dhe parandalimi

Për të luftuar varësinë ndaj alkoolit, nevojiten medikamente. Së pari, nevojiten medikamente për të eliminuar keqfunksionimet në trup. Së dyti, nevojiten medikamente që janë të papajtueshme me konsumimin e alkoolit. Pacienti informohet se pirja e tepërt gjatë trajtimit mund të çojë në vdekjen e tij. Përveç kësaj, psikologët duhet të punojnë me pacientët. Detyra e tyre është të konsolidojnë efektin e trajtimit dhe të formojnë një imazh negativ të dehjes. Rehabilitimi social i ish-alkoolistëve është gjithashtu i detyrueshëm. Është e rëndësishme të ndihmosh një person të gjejë vendin e tij në shoqëri dhe të kthejë familjen e tij. Njerëzit e lumtur nuk shkojnë në qejf. Prandaj, trajtimi i alkoolizmit varet kryesisht nga aftësitë e një psikologu.

Gjendjet e materies

Avujt e hekurit dhe ajri i fortë

A nuk është një kombinim i çuditshëm fjalësh? Sidoqoftë, kjo nuk është aspak e pakuptimtë: si avulli i hekurit ashtu edhe ajri i ngurtë ekzistojnë në natyrë, por jo në kushte të zakonshme.

Për çfarë kushtesh po flasim? Gjendja e një substance përcaktohet nga dy faktorë: temperatura dhe presioni.

Jeta jonë zhvillohet në kushte relativisht pak të ndryshueshme. Presioni i ajrit luhatet brenda disa për qind rreth një atmosfere; temperatura e ajrit, të themi, në rajonin e Moskës varion nga -30 në +30 ° C; në shkallën absolute të temperaturës, në të cilën temperatura më e ulët e mundshme (-273°C) merret si zero; ky interval do të duket më pak mbresëlënës: 240-300 K, që është gjithashtu vetëm ±10% e vlerës mesatare.

Është krejt e natyrshme që jemi mësuar me këto kushte normale dhe prandaj, kur themi të vërteta të thjeshta si: “hekuri është i ngurtë, ajri është gaz” etj., harrojmë të shtojmë: “në kushte normale”.

Nëse ngrohni hekurin, ai fillimisht do të shkrihet dhe më pas do të avullojë. Nëse ajri ftohet, ai fillimisht do të kthehet në lëng dhe më pas do të ngurtësohet.

Edhe nëse lexuesi nuk ka hasur kurrë avull hekuri ose ajër të ngurtë, ai ndoshta do të besojë lehtësisht se çdo substancë, duke ndryshuar temperaturën, mund të merret në gjendje të ngurtë, të lëngët dhe të gaztë, ose, siç thonë ata, në të ngurtë, të lëngët. ose faza të gazta.

Është e lehtë të besohet në këtë, sepse të gjithë vëzhguan një substancë, pa të cilën jeta në Tokë do të ishte e pamundur, si në formën e një gazi, ashtu edhe në formën e një lëngu dhe në formën e një solide. Sigurisht, ne po flasim për ujin.

Në çfarë kushtesh ndodhin shndërrimet e materies nga një gjendje në tjetrën?

Duke zier

Nëse e ulim termometrin në ujin që derdhet në kazan, ndezim sobën elektrike dhe monitorojmë merkurin e termometrit, do të shohim sa vijon: pothuajse menjëherë niveli i merkurit do të zvarritet. Tani është 90, 95 dhe në fund 100°C. Uji vlon dhe në të njëjtën kohë ndalon ngritja e merkurit. Uji ka vluar për shumë minuta, por niveli i merkurit nuk ka ndryshuar. Derisa uji të vlojë, temperatura nuk do të ndryshojë (Fig. 4.1).

Oriz. 4.1

Ku shkon nxehtësia nëse temperatura e ujit nuk ndryshon? Përgjigja është e qartë. Procesi i kthimit të ujit në avull kërkon energji.

Le të krahasojmë energjinë e një gram uji dhe një gram avulli të formuar prej tij. Molekulat e avullit janë të vendosura më larg nga njëra-tjetra sesa molekulat e ujit. Është e qartë se për shkak të kësaj, energjia potenciale e ujit do të ndryshojë nga energjia potenciale e avullit.

Energjia potenciale e tërheqjes së grimcave zvogëlohet kur ato i afrohen njëra-tjetrës. Prandaj, energjia e avullit është më e madhe se energjia e ujit, dhe shndërrimi i ujit në avull kërkon energji. Kjo energji e tepërt transferohet nga soba elektrike në ujin e vluar në kazan.

Energjia e nevojshme për të kthyer ujin në avull; quhet nxehtësia e avullimit. Për të kthyer 1 g ujë në avull, nevojiten 539 kalori (kjo është shifra për një temperaturë prej 100 ° C).

Nëse për 1 g konsumohen 539 kalori, atëherë për 1 mol ujë do të konsumohen 18*539 = 9700 kalori. Kjo sasi nxehtësie duhet të shpenzohet për thyerjen e lidhjeve ndërmolekulare.

Ju mund ta krahasoni këtë shifër me sasinë e punës së nevojshme për të thyer lidhjet intramolekulare. Për të ndarë 1 mol avull uji në atome, duhen rreth 220,000 kalori, pra 25 herë më shumë energji. Kjo vërteton drejtpërdrejt dobësinë e forcave që lidhin molekulat së bashku, në krahasim me forcat që tërheqin atomet së bashku në një molekulë.

Varësia e temperaturës së vlimit nga presioni

Pika e vlimit të ujit është 100°C; Dikush mund të mendojë se kjo është një veti e qenësishme e ujit, se uji, pavarësisht se ku dhe në çfarë kushtesh është, gjithmonë do të vlojë në 100°C.

Por kjo nuk është kështu dhe banorët e fshatrave të larta malore e dinë mirë këtë.

Pranë majës së Elbrusit ka një shtëpi për turistët dhe një stacion shkencor. Fillestarët ndonjëherë habiten me "sa e vështirë është të ziesh një vezë në ujë të valë" ose "pse uji i valë nuk digjet". Në këto kushte, atyre u thuhet se uji vlon në majë të Elbrus tashmë në 82°C.

Per Cfarë bëhet fjalë? Cili faktor fizik ndërhyn në fenomenin e vlimit? Cila është rëndësia e lartësisë mbi nivelin e detit?

Ky faktor fizik është presioni që vepron në sipërfaqen e lëngut. Ju nuk keni nevojë të ngjiteni në majë të një mali për të verifikuar të vërtetën e asaj që është thënë.

Duke vendosur ujë të nxehtë nën një zile dhe duke pompuar ose nxjerrë ajrin prej andej, mund të siguroheni që pika e vlimit të rritet ndërsa presioni rritet dhe të bjerë ndërsa zvogëlohet.

Uji vlon në 100°C vetëm në një presion të caktuar - 760 mm Hg. Art. (ose 1 atm).

Kurba e pikës së vlimit kundrejt presionit është paraqitur në Fig. 4.2. Në krye të Elbrus presioni është 0,5 atm, dhe kjo presion korrespondon me një pikë vlimi prej 82 ° C.

Oriz. 4.2

Por uji që vlon në 10-15 mm Hg. Art., ju mund të qetësoheni në mot të nxehtë. Në këtë presion pika e vlimit do të bjerë në 10-15°C.

Mund të merrni edhe "ujë të vluar", i cili ka temperaturën e ujit të ngrirë. Për ta bërë këtë, do t'ju duhet të ulni presionin në 4.6 mm Hg. Art.

Një pamje interesante mund të vërehet nëse vendosni një enë të hapur me ujë nën zile dhe pomponi ajrin. Pompimi do të bëjë që uji të vlojë, por zierja kërkon nxehtësi. Nuk ka nga ku ta marrë atë dhe uji do të duhet të heqë dorë nga energjia e tij. Temperatura e ujit të vluar do të fillojë të bjerë, por ndërsa pompimi vazhdon, presioni gjithashtu do të bjerë. Prandaj, zierja nuk do të ndalet, uji do të vazhdojë të ftohet dhe përfundimisht të ngrijë.

Ky vlim i ujit të ftohtë ndodh jo vetëm kur ajri pompohet. Për shembull, kur helika e anijes rrotullohet, presioni në një shtresë uji që lëviz me shpejtësi pranë një sipërfaqeje metalike bie shumë dhe uji në këtë shtresë vlon, domethënë në të shfaqen flluska të shumta të mbushura me avull. Ky fenomen quhet kavitacion (nga fjala latine cavitas - zgavër).

Duke ulur presionin, ulim pikën e vlimit. Dhe duke e rritur atë? Një grafik si i yni i përgjigjet kësaj pyetjeje. Një presion prej 15 atm mund të vonojë vlimin e ujit, ai do të fillojë vetëm në 200°C, dhe një presion prej 80 atm do të bëjë që uji të vlojë vetëm në 300°C.

Pra, një presion i caktuar i jashtëm korrespondon me një pikë të caktuar vlimi. Por kjo deklaratë mund të "kthehet" duke thënë këtë: çdo pikë vlimi i ujit korrespondon me presionin e vet specifik. Ky presion quhet presion avulli.

Kurba që përshkruan pikën e vlimit si funksion i presionit është gjithashtu një kurbë e presionit të avullit në funksion të temperaturës.

Numrat e paraqitur në një grafik të pikës së vlimit (ose në një grafik të presionit të avullit) tregojnë se presioni i avullit ndryshon shumë ashpër me temperaturën. Në 0°C (d.m.th. 273 K) presioni i avullit është 4.6 mmHg. Art., në 100°C (373 K) është e barabartë me 760 mm Hg. Art., pra rritet 165 herë. Kur temperatura dyfishohet (nga 0°C, d.m.th. 273 K, në 273°C, d.m.th. 546 K), presioni i avullit rritet nga 4.6 mm Hg. Art. pothuajse deri në 60 atm, pra afërsisht 10,000 herë.

Prandaj, përkundrazi, pika e vlimit ndryshon me presion mjaft ngadalë. Kur presioni ndryshon dy herë nga 0,5 atm në 1 atm, pika e vlimit rritet nga 82°C (355 K) në 100°C (373 K) dhe kur presioni dyfishohet nga 1 në 2 atm - nga 100°C (373 K). ) deri në 120°C (393 K).

E njëjta kurbë që po shqyrtojmë tani kontrollon gjithashtu kondensimin (kondensimin) e avullit në ujë.

Avulli mund të shndërrohet në ujë ose me ngjeshje ose ftohje.

Si gjatë zierjes ashtu edhe gjatë kondensimit, pika nuk do të lëvizë nga kurba derisa të përfundojë shndërrimi i avullit në ujë ose i ujit në avull. Kjo mund të formulohet edhe në këtë mënyrë: në kushtet e kurbës sonë dhe vetëm në këto kushte, bashkëjetesa e lëngut dhe e avullit është e mundur. Nëse nuk shtoni ose hiqni nxehtësinë, atëherë sasia e avullit dhe e lëngut në një enë të mbyllur do të mbetet e pandryshuar. Avulli dhe lëngu i tillë thuhet se janë në ekuilibër, dhe avulli që është në ekuilibër me lëngun e tij quhet i ngopur.

Kurba e vlimit dhe e kondensimit, siç e shohim, ka një kuptim tjetër: është kurba e ekuilibrit të lëngut dhe avullit. Kurba e ekuilibrit e ndan fushën e diagramit në dy pjesë. Në të majtë dhe lart (drejt temperaturave më të larta dhe presioneve më të ulëta) është rajoni i gjendjes së qëndrueshme të avullit. Djathtas dhe poshtë është rajoni i gjendjes së qëndrueshme të lëngut.

Kurba e ekuilibrit avull-lëng, d.m.th. kurba e varësisë së pikës së vlimit nga presioni ose, e cila është e njëjtë, presioni i avullit nga temperatura, është afërsisht e njëjtë për të gjitha lëngjet. Në disa raste ndryshimi mund të jetë disi më i papritur, në të tjera disi më i ngadalshëm, por presioni i avullit gjithmonë rritet me shpejtësi me rritjen e temperaturës.

Ne i kemi përdorur shumë herë fjalët "gaz" dhe "avull". Këto dy fjalë janë shumë të barabarta. Mund të themi: gazi i ujit është avulli i ujit, gazi i oksigjenit është avulli i lëngshëm i oksigjenit. Megjithatë, një zakon i caktuar është zhvilluar kur përdoren këto dy fjalë. Meqenëse jemi mësuar me një diapazon të caktuar relativisht të vogël të temperaturës, zakonisht e përdorim fjalën "gaz" për ato substanca, elasticiteti i avullit të të cilave në temperatura të zakonshme është më i lartë se presioni atmosferik. Përkundrazi, flasim për një palë kur temperatura e dhomës dhe presioni atmosferik, substanca është më e qëndrueshme në formën e një lëngu.

Avullimi

Zierja është një proces i shpejtë dhe në një kohë të shkurtër nuk mbetet asnjë gjurmë nga uji i vluar, ai kthehet në avull.

Por ekziston një fenomen tjetër i shndërrimit të ujit ose lëngjeve të tjera në avull - ky është avullimi. Avullimi ndodh në çdo temperaturë, pavarësisht presionit, i cili në kushte normale është gjithmonë afër 760 mm Hg. Art. Avullimi, ndryshe nga zierja, është një proces shumë i ngadaltë. Një shishe kolonje që harruam ta mbyllim do të jetë bosh pas disa ditësh; o disku me ujë do të qëndrojë më gjatë, por herët a vonë do të dalë i thatë.

Ajri luan një rol të madh në procesin e avullimit. Në vetvete, nuk parandalon avullimin e ujit. Sapo të hapim sipërfaqen e lëngut, molekulat e ujit do të fillojnë të lëvizin në shtresën më të afërt të ajrit.

Dendësia e avullit në këtë shtresë do të rritet me shpejtësi; Pas një periudhe të shkurtër kohe, presioni i avullit do të bëhet i barabartë me elasticitetin karakteristik të temperaturës së mediumit. Në këtë rast, presioni i avullit do të jetë saktësisht i njëjtë si në mungesë të ajrit.

Kalimi i avullit në ajër nuk do të thotë, natyrisht, një rritje e presionit. Presioni total në hapësirën mbi sipërfaqen e ujit nuk rritet, rritet vetëm pjesa e kësaj presioni që merret nga avulli dhe rrjedhimisht zvogëlohet pjesa e ajrit që zhvendoset nga avulli.

Mbi ujë ka avull të përzier me ajër; sipër ka shtresa ajri pa avull. Ata në mënyrë të pashmangshme do të përzihen. Avulli i ujit do të lëvizë vazhdimisht në shtresat më të larta, dhe në vend të tij, ajri që nuk përmban molekula uji do të hyjë në shtresën e poshtme. Prandaj, në shtresën më të afërt me ujin, vendet gjithmonë do të lirohen për molekula të reja uji. Uji do të avullojë vazhdimisht, duke mbajtur presionin e avullit të ujit në sipërfaqe të barabartë me elasticitetin, dhe procesi do të vazhdojë derisa uji të avullojë plotësisht.

Filluam me shembullin e kolonjës dhe ujit. Dihet mirë se ato avullohen me ritme të ndryshme. Eteri avullon jashtëzakonisht shpejt, alkooli avullon mjaft shpejt dhe uji shumë më ngadalë. Do të kuptojmë menjëherë se çfarë po ndodh këtu nëse gjejmë në librin e referencës vlerat e presionit të avullit të këtyre lëngjeve, të themi, në temperaturën e dhomës. Këtu janë numrat: eter - 437 mm Hg. Art., alkool - 44,5 mm Hg. Art. dhe ujë - 17,5 mm Hg. Art.

Sa më i madh të jetë elasticiteti, aq më shumë avull në shtresën ngjitur të ajrit dhe aq më shpejt lëngu avullon. Ne e dimë se presioni i avullit rritet me rritjen e temperaturës. Është e qartë pse shkalla e avullimit rritet me ngrohjen.

Shpejtësia e avullimit mund të ndikohet në një mënyrë tjetër. Nëse duam të ndihmojmë avullimin, duhet të heqim shpejt avullin nga lëngu, domethënë të përshpejtojmë përzierjen e ajrit. Kjo është arsyeja pse avullimi përshpejtohet shumë duke fryrë lëngun. Uji, megjithëse ka një presion relativisht të ulët të avullit, do të zhduket mjaft shpejt nëse disku vendoset në erë.

Është e kuptueshme, pra, pse një notar që del nga uji ndihet i ftohtë në erë. Era përshpejton përzierjen e ajrit me avull dhe, për rrjedhojë, përshpejton avullimin, dhe trupi i njeriut detyrohet të heqë dorë nga nxehtësia për avullim.

Mirëqenia e një personi varet nëse ka shumë ose pak avuj uji në ajër. Ajri i thatë dhe i lagësht janë të pakëndshëm. Lagështia konsiderohet normale kur është 60%. Kjo do të thotë se dendësia e avullit të ujit është 60% e densitetit të avullit të ujit të ngopur në të njëjtën temperaturë.

Nëse ajri i lagësht ftohet, përfundimisht presioni i avullit të ujit në të do të jetë i barabartë me presionin e avullit në atë temperaturë. Avulli do të ngopet dhe do të fillojë të kondensohet në ujë ndërsa temperatura bie më tej. Vesa në mëngjes, e cila hidraton barin dhe gjethet, shfaqet pikërisht për këtë fenomen.

Në 20°C, dendësia e avullit të ujit të ngopur është rreth 0.00002 g/cm3. Ne do të ndihemi mirë nëse ka 60% të këtij numri të avullit të ujit në ajër - kjo do të thotë vetëm pak më shumë se njëqind e mijëta e gramit për 1 cm 3.

Edhe pse kjo shifër është e vogël, ajo do të çojë në sasi mbresëlënëse të avullit për dhomën. Nuk është e vështirë të llogaritet që në një dhomë të mesme me një sipërfaqe prej 12 m2 dhe një lartësi prej 3 m, rreth një kilogram ujë mund të "përshtatet" në formën e avullit të ngopur.

Kjo do të thotë që nëse një dhomë e tillë mbyllet fort dhe vendoset një fuçi e hapur me ujë, një litër ujë do të avullojë, pavarësisht nga kapaciteti i fuçisë.

Është interesante të krahasohet ky rezultat për ujin me shifrat përkatëse për merkurin. Në të njëjtën temperaturë prej 20°C, dendësia e avullit të ngopur të merkurit është 10-8 g/cm3.

Në dhomën e sapo diskutuar, jo më shumë se 1 g avull merkuri do të vendoset.

Nga rruga, avulli i merkurit është shumë helmues, dhe 1 g avull merkuri mund të dëmtojë seriozisht shëndetin e çdo personi. Kur punoni me merkur, duhet të siguroheni që edhe pika më e vogël e merkurit të mos derdhet.

Temperatura kritike

Si ta ktheni gazin në lëng? Grafiku i pikës së vlimit i përgjigjet kësaj pyetjeje. Ju mund ta ktheni një gaz në një lëng ose duke ulur temperaturën ose duke rritur presionin.

Në shekullin e 19-të, rritja e presionit dukej një detyrë më e lehtë sesa ulja e temperaturës. Në fillim të këtij shekulli, fizikani i madh anglez Michael Farada arriti të ngjesh gazet në vlerat e presionit të avullit dhe në këtë mënyrë të kthejë shumë gazra në lëng (klor, dioksid karboni dhe etj.).

Megjithatë, disa gazra - hidrogjeni, azoti, oksigjeni - nuk mund të lëngoheshin. Sado presion të ishte rritur, ato nuk shndërroheshin në lëng. Dikush mund të mendojë se oksigjeni dhe gazrat e tjerë nuk mund të jenë të lëngshëm. Ata u klasifikuan si gazra të vërtetë ose të përhershëm.

Në fakt, dështimet u shkaktuan nga moskuptimi i një rrethane të rëndësishme.

Le të shqyrtojmë lëngun dhe avullin në ekuilibër dhe të mendojmë se çfarë ndodh me to kur rritet pika e vlimit dhe, natyrisht, rritja përkatëse e presionit. Me fjalë të tjera, imagjinoni që një pikë në grafikun e vlimit lëviz lart përgjatë kurbës. Është e qartë se me rritjen e temperaturës, një lëng zgjerohet dhe densiteti i tij zvogëlohet. Sa i përket avullit, a rritet pika e vlimit? Sigurisht, ajo kontribuon në zgjerimin e saj, por, siç kemi thënë tashmë, presioni i avullit të ngopur rritet shumë më shpejt se pika e vlimit. Prandaj, dendësia e avullit nuk bie, por, përkundrazi, rritet shpejt me rritjen e temperaturës së vlimit.

Meqenëse dendësia e lëngut zvogëlohet dhe dendësia e avullit rritet, atëherë, duke lëvizur "lart" përgjatë kurbës së vlimit, do të arrijmë në mënyrë të pashmangshme në një pikë në të cilën dendësia e lëngut dhe e avullit janë të barabarta (Fig. 4.3).

Oriz. 4.3

Në këtë pikë të jashtëzakonshme, të quajtur pika kritike, kurba e vlimit përfundon. Meqenëse të gjitha ndryshimet midis gazit dhe lëngut shoqërohen me ndryshimin në densitet, në pikën kritike vetitë e lëngut dhe gazit bëhen të njëjta. Çdo substancë ka temperaturën e vet kritike dhe presionin e vet kritik. Kështu, për ujin, pika kritike korrespondon me një temperaturë prej 374 ° C dhe një presion prej 218.5 atm.

Nëse ngjeshni një gaz, temperatura e të cilit është nën temperaturën kritike, atëherë procesi i ngjeshjes së tij do të përfaqësohet nga një shigjetë që kalon kurbën e vlimit (Fig. 4.4). Kjo do të thotë se në momentin e arritjes së një presioni të barabartë me presionin e avullit (pika ku shigjeta kryqëzon kurbën e vlimit), gazi do të fillojë të kondensohet në një lëng. Nëse ena jonë do të ishte transparente, atëherë në këtë moment do të shihnim fillimin e formimit të një shtrese lëngu në fund të enës. Në presion të vazhdueshëm, shtresa e lëngut do të rritet derisa më në fund i gjithë gazi të kthehet në lëng. Kompresimi i mëtejshëm do të kërkojë një rritje të presionit.

Oriz. 4.4

Situata është krejtësisht e ndryshme kur kompresohet një gaz, temperatura e të cilit është mbi temperaturën kritike. Procesi i kompresimit mund të përshkruhet përsëri si një shigjetë që shkon nga poshtë lart. Por tani kjo shigjetë nuk e kalon kurbën e vlimit. Kjo do të thotë që kur kompresohet, avulli nuk do të kondensohet, por vetëm do të ngjeshet vazhdimisht.

Në temperaturat mbi temperaturën kritike, ekzistenca e lëngut dhe gazit të ndara nga një ndërfaqe është e pamundur: kur të ngjeshet në çdo densitet, do të ketë një substancë homogjene nën piston dhe është e vështirë të thuhet se kur mund të quhet gaz dhe kur një lëng.

Prania e një pike kritike tregon se nuk ka dallim midis gjendjeve të lëngshme dhe të gazta. dallimi themelor. Në pamje të parë, mund të duket se nuk ka një ndryshim kaq themelor vetëm kur flasim për temperatura mbi kritike. Megjithatë, ky nuk është rasti. Ekzistenca e një pike kritike tregon mundësinë e shndërrimit të një lëngu - një lëng i vërtetë që mund të derdhet në një gotë - në një gjendje të gaztë pa ndonjë pamje të vlimit.

Kjo rrugë e transformimit është paraqitur në Fig. 4.4. Një kryq shënon një lëng të njohur. Nëse e ulni pak presionin (shigjeta poshtë), do të vlojë dhe gjithashtu do të vlojë nëse e ngrini pak temperaturën (shigjeta në të djathtë). Por ne do të bëjmë diçka krejtësisht ndryshe, do ta ngjeshim lëngun shumë fort, në një presion mbi kritikën. Pika që përfaqëson gjendjen e lëngut do të shkojë vertikalisht lart. Pastaj ngrohim lëngun - ky proces përshkruhet nga një vijë horizontale. Tani, pasi e gjejmë veten në të djathtë të temperaturës kritike, ne e ulim presionin në atë origjinal. Nëse tani ulni temperaturën, mund të merrni avull të vërtetë, i cili mund të merret nga ky lëng në një mënyrë më të thjeshtë dhe më të shkurtër.

Kështu, është gjithmonë e mundur, duke ndryshuar presionin dhe temperaturën duke anashkaluar pikën kritike, të merret avulli duke e transferuar vazhdimisht atë nga lëngu ose lëngu nga avulli. Ky tranzicion i vazhdueshëm nuk kërkon zierje ose kondensim.

Përpjekjet e hershme për të lëngëzuar gazra si oksigjeni, azoti dhe hidrogjeni ishin të pasuksesshme sepse nuk dihej ekzistenca e një temperature kritike. Këto gaze kanë temperatura kritike shumë të ulëta: azoti -147°C, oksigjen -119°C, hidrogjen -240°C, ose 33 K. Mbajtësi i rekordeve është heliumi, temperatura e tij kritike është 4,3 K. Shndërroni këto gazra në lëng të përdoren në një mënyrë - ju duhet të ulni temperaturën e tyre nën atë të specifikuar.

Marrja e temperaturave të ulëta

Mund të arrihet një ulje e ndjeshme e temperaturës menyra te ndryshme. Por ideja e të gjitha metodave është e njëjtë: duhet ta detyrojmë trupin që duam ta ftohim të shpenzojë energjinë e tij të brendshme.

Si ta bëni këtë? Një mënyrë është që lëngu të vlojë pa shtuar nxehtësi nga jashtë. Për ta bërë këtë, siç e dimë, duhet të zvogëlojmë presionin - ta zvogëlojmë atë në vlerën e presionit të avullit. Nxehtësia e shpenzuar në zierje do të merret hua nga lëngu dhe temperatura e lëngut dhe avullit, dhe me të do të bjerë presioni i avullit. Prandaj, në mënyrë që vlimi të mos ndalet dhe të ndodhë më shpejt, ajri duhet të pompohet vazhdimisht nga ena me lëngun.

Megjithatë, ka një kufi për rënien e temperaturës gjatë këtij procesi: presioni i avullit përfundimisht bëhet krejtësisht i parëndësishëm, dhe presioni i kërkuar Edhe pompat më të fuqishme nuk do të jenë në gjendje t'i krijojnë ato.

Për të vazhduar uljen e temperaturës, është e mundur që duke ftohur gazin me lëngun që rezulton, të kthehet në një lëng me një pikë vlimi më të ulët.

Tani procesi i pompimit mund të përsëritet me substancën e dytë dhe kështu të fitohen temperatura më të ulëta. Nëse është e nevojshme, kjo metodë "kaskadë" e marrjes së temperaturave të ulëta mund të zgjatet.

Kjo është pikërisht ajo që ata bënë në fund të shekullit të kaluar; Lëngëzimi i gazeve u krye në faza: etilen, oksigjen, azot, hidrogjen - substancat me pika vlimi prej -103, -183, -196 dhe -253 ° C - u shndërruan në mënyrë sekuenciale në lëng. Me hidrogjen të lëngshëm, mund të merrni lëngun me vlimin më të ulët - heliumin (-269°C). Fqinji në të majtë ndihmoi për të marrë fqinjin në të djathtë.

Metoda e ftohjes së kaskadës është pothuajse njëqind vjet e vjetër. Në 1877, ajri i lëngshëm u përftua me këtë metodë.

Në 1884-1885 Hidrogjeni i lëngshëm u prodhua për herë të parë. Më në fund, njëzet vjet më vonë, u mor kalaja e fundit: në vitin 1908, Kamerlingh Onnes në qytetin e Leiden në Holandë e ktheu heliumin në lëng - një substancë me temperaturën më të ulët kritike. Së fundmi u festua 70-vjetori i kësaj arritjeje të rëndësishme shkencore.

Për shumë vite, Laboratori Leiden ishte i vetmi laborator "me temperaturë të ulët". Tani, në të gjitha vendet, ka dhjetëra laboratorë të tillë, për të mos përmendur fabrikat që prodhojnë ajër të lëngshëm, azot, oksigjen dhe helium për qëllime teknike.

Metoda e kaskadës për marrjen e temperaturave të ulëta tani përdoret rrallë. Në instalimet teknike për uljen e temperaturës, përdoret një metodë tjetër për të zvogëluar energjinë e brendshme të gazit: ato e detyrojnë gazin të zgjerohet shpejt dhe të prodhojë punë duke përdorur energjinë e brendshme.

Nëse, për shembull, ajri i ngjeshur në disa atmosfera futet në një zgjerues, atëherë kur kryhet puna e lëvizjes së pistonit ose rrotullimit të turbinës, ajri do të ftohet aq ashpër sa do të kthehet në lëng. Dioksidi i karbonit, nëse lirohet shpejt nga një cilindër, ftohet aq ashpër sa që kthehet në "akull" gjatë fluturimit.

Gazrat e lëngshëm përdoren gjerësisht në teknologji. Oksigjeni i lëngshëm përdoret në teknologjinë shpërthyese, si një përbërës i përzierjes së karburantit në motorët jet.

Lëngëzimi i ajrit përdoret në teknologji për të ndarë gazrat që përbëjnë ajrin.

Në fusha të ndryshme të teknologjisë kërkohet të punohet në temperaturën e ajrit të lëngët. Por për shumë studime fizike kjo temperaturë nuk është mjaft e ulët. Në të vërtetë, nëse konvertojmë gradë Celsius në një shkallë absolute, do të shohim se temperatura e ajrit të lëngshëm është afërsisht 1/3 e temperaturës së dhomës. Shumë më interesante për fizikën janë temperaturat e "hidrogjenit", pra temperaturat e rendit 14-20 K, dhe veçanërisht temperaturat "helium". Temperatura më e ulët e marrë gjatë pompimit të heliumit të lëngshëm është 0,7 K.

Fizikanët kanë arritur t'i afrohen shumë më tepër zeros absolute. Tani janë marrë temperatura që tejkalojnë zeron absolute vetëm me disa të mijta të një shkalle. Megjithatë, këto temperatura ultra të ulëta përftohen në mënyra që nuk janë të ngjashme me ato që përshkruam më sipër.

NË vitet e fundit fizika e temperaturës së ulët ka krijuar një degë të veçantë të industrisë të angazhuar në prodhimin e pajisjeve që lejon që vëllime të mëdha të mbahen në temperatura afër zeros absolute; Janë zhvilluar kabllot e energjisë, zbarrat përçues të të cilëve funksionojnë në temperatura nën 10 K.

Avull shumë i ftohur dhe lëng i mbinxehur

Kur avulli kalon pikën e tij të vlimit, ai duhet të kondensohet dhe të kthehet në një lëng. Megjithatë,; Rezulton se nëse avulli nuk bie në kontakt me lëngun dhe nëse avulli është shumë i pastër, atëherë është e mundur të përftohet avull i superftohur ose "i mbingopur - avull që duhet të ishte bërë kohë më parë një lëng.

Avulli i mbingopur është shumë i paqëndrueshëm. Ndonjëherë mjafton një shtytje ose një kokërr avulli i hedhur në hapësirë ​​që të fillojë kondensimi i vonuar.

Përvoja tregon se kondensimi i molekulave të avullit lehtësohet shumë nga futja e grimcave të vogla të huaja në avull. Në ajrin me pluhur, mbingopja e avullit të ujit nuk ndodh. Kondensimi mund të shkaktohet nga retë e tymit. Në fund të fundit, tymi përbëhet nga grimca të vogla të ngurta. Pasi futen në avull, këto grimca mbledhin molekula rreth tyre dhe bëhen qendra kondensimi.

Pra, edhe pse i paqëndrueshëm, avulli mund të ekzistojë në një interval temperaturash të përshtatshme për "jetën" e një lëngu.

A mund të "jetojë" një lëng në rajonin e avullit në të njëjtat kushte? Me fjalë të tjera, a është e mundur të mbinxehet një lëng?

Rezulton se është e mundur. Për ta bërë këtë, duhet të siguroheni që molekulat e lëngshme të mos dalin nga sipërfaqja. Një ilaç radikal është eliminimi i sipërfaqes së lirë, domethënë vendosja e lëngut në një enë ku do të ngjeshet nga të gjitha anët nga mure të forta. Në këtë mënyrë, është e mundur të arrihet mbinxehje e rendit të disa gradëve, d.m.th., të zhvendoset pika që përfaqëson gjendjen e lëngjeve në të djathtë të kurbës së vlimit (Fig. 4.4).

Mbinxehja është një zhvendosje e lëngut në zonën e avullit, kështu që mbinxehja e lëngut mund të arrihet si duke shtuar nxehtësinë ashtu edhe duke ulur presionin.

Metoda e fundit mund të arrijë rezultate të mahnitshme. Uji ose lëng tjetër, i çliruar me kujdes nga gazrat e tretur (kjo nuk është e lehtë për t'u bërë), vendoset në një enë me një piston që arrin në sipërfaqen e lëngut. Ena dhe pistoni duhet të lagen me lëng. Nëse tani e tërheqni pistonin drejt jush, uji i ngjitur në fund të pistonit do ta ndjekë atë. Por shtresa e ujit e ngjitur në piston do të tërheqë shtresën tjetër të ujit me të, kjo shtresë do të tërheqë atë të poshtme, si rezultat lëngu do të shtrihet.

Në fund, kolona e ujit do të thyhet (është kolona e ujit, jo uji, ajo që do të shkëputet nga pistoni), por kjo do të ndodhë kur forca për njësi sipërfaqe të arrijë dhjetëra kilogramë. Me fjalë të tjera, në lëng krijohet një presion negativ prej dhjetëra atmosferash.

Edhe në presione të ulëta pozitive, gjendja e avullit të substancës është e qëndrueshme. Dhe lëngu mund të sillet në presion negativ. Nuk mund të mendoni për një shembull më të mrekullueshëm të "mbinxehjes".

Shkrirja

Nuk ka trup të ngurtë që mund të përballojë sa më shumë rritjen e temperaturës. Herët a vonë pjesa e ngurtë kthehet në lëng; e drejtë, në disa raste nuk do të arrijmë dot pikën e shkrirjes - mund të ndodhë dekompozimi kimik.

Ndërsa temperatura rritet, molekulat lëvizin gjithnjë e më intensivisht. Më në fund, vjen një moment kur mbajtja e rendit midis molekulave të forta “lëkundëse” bëhet e pamundur. E ngurta shkrihet. Tungsteni ka pikën më të lartë të shkrirjes: 3380°C. Ari shkrihet në 1063°C, hekuri në 1539°C. Megjithatë, atje janë edhe metale me shkrirje të ulët Mërkuri, siç dihet, shkrihet në temperaturën -39 ° C. Substancat organike nuk kanë pika të larta shkrirjeje. Naftalina shkrihet në 80 ° C, tolueni - në -94.5 ° C.

Nuk është aspak e vështirë të matet pika e shkrirjes së një trupi, veçanërisht nëse ai shkrihet në intervalin e temperaturës të matur me një termometër të zakonshëm. Nuk është aspak e nevojshme të ndiqni me sy trupin e shkrirë. Vetëm shikoni kolonën e merkurit të termometrit. Derisa të fillojë shkrirja, temperatura e trupit rritet (Fig. 4.5). Pasi të fillojë shkrirja, rritja e temperaturës ndalon dhe temperatura do të mbetet e njëjtë derisa të përfundojë procesi i shkrirjes.

Oriz. 4.5

Ashtu si shndërrimi i një lëngu në avull, kthimi i një lëngu të ngurtë në lëng kërkon nxehtësi. Nxehtësia e nevojshme për këtë quhet nxehtësia latente e shkrirjes. Për shembull, shkrirja e një kilogrami akulli kërkon 80 kcal.

Akulli është një nga trupat me nxehtësi të lartë të shkrirjes. Shkrirja e akullit kërkon, për shembull, 10 herë më shumë energji sesa shkrirja e së njëjtës masë plumbi. Natyrisht, po flasim për vetë shkrirjen, nuk po themi këtu se para se plumbi të fillojë të shkrihet, duhet të ngrohet në +327°C. Për shkak të nxehtësisë së lartë të shkrirjes së akullit, shkrirja e borës ngadalësohet. Imagjinoni që nxehtësia e shkrirjes do të ishte 10 herë më pak. Pastaj përmbytjet e pranverës do të çonin në fatkeqësi të paimagjinueshme çdo vit.

Pra, nxehtësia e shkrirjes së akullit është e madhe, por është gjithashtu e vogël nëse krahasohet me nxehtësinë specifike të avullimit prej 540 kcal/kg (shtatë herë më pak). Megjithatë, ky ndryshim është krejtësisht i natyrshëm. Gjatë shndërrimit të një lëngu në avull, ne duhet të ndajmë molekulat nga njëra-tjetra, por gjatë shkrirjes, na mbetet vetëm të shkatërrojmë rendin në renditjen e molekulave, duke i lënë ato pothuajse në të njëjtat distanca. Është e qartë se rasti i dytë kërkon më pak punë.

Prania e një pike të caktuar shkrirjeje është një tipar i rëndësishëm i substancave kristalore. Është me këtë veçori që ato mund të dallohen lehtësisht nga trupat e tjerë të ngurtë të quajtur amorfë ose gota. Syzet gjenden midis substancave inorganike dhe organike. Xhami i dritares është bërë zakonisht nga silikate natriumi dhe kalciumi; Xhami organik vendoset shpesh në tavolinë (i quajtur edhe pleksiglas).

Substancat amorfe, ndryshe nga kristalet, nuk kanë një pikë shkrirjeje specifike. Xhami nuk shkrihet, por zbutet. Kur nxehet, një copë xhami fillimisht bëhet e butë nga e forta, ajo lehtë mund të përkulet ose shtrihet; në një temperaturë më të lartë, pjesa fillon të ndryshojë formën e saj nën ndikimin e gravitetit të saj. Ndërsa nxehet, masa e trashë viskoze e qelqit merr formën e enës në të cilën shtrihet. Kjo masë fillimisht është e trashë, si mjalti, më pas si kosi dhe në fund bëhet pothuajse i njëjti lëng me viskozitet të ulët si uji. Edhe sikur të donim, nuk mund të tregojmë këtu një temperaturë specifike për kalimin e një trupi të ngurtë në një lëng. Arsyet për këtë qëndrojnë në ndryshimin themelor midis strukturës së qelqit dhe strukturës së trupave kristalorë. Siç u përmend më lart, atomet në trupat amorfë janë rregulluar në mënyrë të rastësishme. Syzet janë të ngjashme në strukturë me lëngjet.Tashmë në xhamin e ngurtë, molekulat janë të renditura në mënyrë të rastësishme. Kjo do të thotë se rritja e temperaturës së xhamit vetëm sa rrit gamën e dridhjeve të molekulave të tij, duke u dhënë atyre gradualisht liri lëvizjeje gjithnjë e më të madhe. Prandaj, xhami zbutet gradualisht dhe nuk shfaq një tranzicion të mprehtë nga "i ngurtë" në "i lëngshëm", karakteristik për kalimin nga rregullimi i molekulave në një rregull të rreptë në një rregullim të çrregullt.

Kur folëm për kurbën e vlimit, thamë se lëngu dhe avulli, megjithëse në gjendje të paqëndrueshme, mund të jetojnë në zona të huaja - avulli mund të superftohet dhe të transferohet në të majtë të kurbës së vlimit, lëngu mund të mbinxehet dhe tërhiqet në të djathtë. të kësaj kurbe.

A janë të mundshme dukuri të ngjashme në rastin e një kristali me një lëng? Rezulton se analogjia këtu është e paplotë.

Nëse ngrohni një kristal, ai do të fillojë të shkrihet në pikën e shkrirjes. Nuk do të jetë e mundur të mbinxehet kristal. Përkundrazi, kur ftohni një lëng, është e mundur që, nëse merren masa të caktuara, të "tejkalohet" relativisht lehtë pika e shkrirjes. Në disa lëngje është e mundur të arrihet hipotermi e madhe. Madje ka lëngje që janë të lehta për t'u superftuar, por të vështira për t'u kristalizuar. Ndërsa një lëng i tillë ftohet, bëhet gjithnjë e më viskoz dhe në fund ngurtësohet pa u kristalizuar. Kështu është xhami.

Ju gjithashtu mund të superftohni ujin. Pikat e mjegullës mund të mos ngrijnë edhe në ngrica të forta. Nëse hidhni një kristal të një substance - një farë - në një lëng të superftohur, kristalizimi do të fillojë menjëherë.

Së fundi, në shumë raste kristalizimi i vonuar mund të fillojë nga lëkundjet ose ngjarje të tjera të rastësishme. Dihet, për shembull, se gliceroli kristalor është marrë për herë të parë gjatë transportit nga hekurudhor. Pas qëndrimit për një kohë të gjatë, qelqi mund të fillojë të kristalizohet (të devitalizohet, ose të "shembet", siç thonë në teknologji).

Si të rritet një kristal

Pothuajse çdo substancë mund të japë kristale në kushte të caktuara. Kristalet mund të merren nga një tretësirë ​​ose nga shkrirja e një lënde të caktuar, si dhe nga avulli i saj (për shembull, kristalet e jodit në formë diamanti të zi bien lehtësisht nga avulli i tij në presion normal pa një kalim të ndërmjetëm në gjendjen e lëngshme ).

Filloni të shpërndani kripën e tryezës ose sheqerin në ujë. Në temperaturën e dhomës (20°C) ju mund të shpërndani vetëm 70 g kripë në një gotë me faqe. Shtesat e mëtejshme të kripës nuk do të treten dhe do të vendosen në fund në formën e sedimentit. Një tretësirë ​​në të cilën shpërbërja e mëtejshme nuk ndodh më quhet e ngopur. .Nëse ndryshoni temperaturën do të ndryshojë edhe shkalla e tretshmërisë së substancës. Të gjithë e dinë se uji i nxehtë shpërndan shumicën e substancave shumë më lehtë sesa uji i ftohtë.

Imagjinoni tani që keni përgatitur një tretësirë ​​të ngopur, të themi, sheqer në një temperaturë prej 30°C dhe filloni ta ftohni në 20°C. Në 30°C keni mundur të shpërndani 223 g sheqer në 100 g ujë, në 20°C 205 g të tretur. Më pas, kur të ftohet nga 30 në 20°C, 18 g do të rezultojnë "shtesë" dhe. siç thonë ata, do të bjerë jashtë zgjidhjes. Pra, një mënyrë e mundshme për të marrë kristale është të ftohni një zgjidhje të ngopur.

Mund ta bëni ndryshe. Përgatitni një zgjidhje të ngopur me kripë dhe lëreni në një gotë të hapur. Pas ca kohësh, do të vini re shfaqjen e kristaleve. Pse u krijuan? Vëzhgimi i kujdesshëm do të tregojë se njëkohësisht me formimin e kristaleve, ndodhi një ndryshim tjetër - sasia e ujit u ul. Uji u avullua dhe kishte një substancë "shtesë" në tretësirë. Pra tjetri mënyrë e mundshme Formimi i kristaleve është avullimi i tretësirës.

Si ndodh formimi i kristaleve nga tretësira?

Thamë që kristalet “bien” nga tretësira; A duhet të kuptohet kjo se do të thotë se kristali nuk ishte aty për një javë dhe në një çast u shfaq papritur? Jo, nuk është kështu: kristalet rriten. Sigurisht, është e pamundur të zbulohen me sy momentet fillestare të rritjes. Në fillim, disa nga molekulat që lëvizin rastësisht ose atomet e substancës së tretur mblidhen afërsisht në rendin e nevojshëm për të formuar një rrjetë kristalore. Një grup i tillë atomesh ose molekulash quhet bërthamë.

Përvoja tregon se bërthamat formohen më shpesh në prani të grimcave të vogla të pluhurit të jashtëm në tretësirë. Kristalizimi fillon më shpejt dhe më lehtë kur një kristal i vogël i farës vendoset në një tretësirë ​​të ngopur. Në këtë rast, lëshimi i një lënde të ngurtë nga tretësira nuk do të konsistojë në formimin e kristaleve të reja, por në rritjen e farës.

Rritja e embrionit, natyrisht, nuk ndryshon nga rritja e farës. Qëllimi i përdorimit të farës është se ajo "tërheq" substancën e lëshuar në vetvete dhe kështu parandalon formimin e njëkohshëm të një numri të madh bërthamash. Nëse formohen shumë bërthama, atëherë ato do të ndërhyjnë me njëra-tjetrën gjatë rritjes dhe nuk do të na lejojnë të marrim kristale të mëdha.

Si shpërndahen në sipërfaqen e embrionit pjesët e atomeve ose molekulave të çliruara nga tretësira?

Përvoja tregon se rritja e një embrioni ose fara konsiston, si të thuash, në lëvizjen e fytyrave paralel me vetveten në një drejtim pingul me fytyrën. Në këtë rast, këndet midis faqeve mbeten konstante (ne tashmë e dimë se qëndrueshmëria e këndeve është tipari më i rëndësishëm i një kristali, që rezulton nga struktura e tij grilë).

Në Fig. Figura 4.6 tregon konturet e tre kristaleve të së njëjtës substancë gjatë rritjes së tyre. Imazhe të ngjashme mund të vërehen nën një mikroskop. Në rastin e treguar në të majtë, numri i fytyrave ruhet gjatë rritjes. Fotografia e mesme jep një shembull të një fytyre të re që shfaqet (lart djathtas) dhe zhduket përsëri.

Oriz. 4.6

Është shumë e rëndësishme të theksohet se shkalla e rritjes së fytyrave, pra shpejtësia e lëvizjes së tyre paralelisht me vetveten, nuk është e njëjtë për fytyra të ndryshme. Në këtë rast, janë ato skaje që "rriten" (zhduken) që lëvizin më shpejt, për shembull, skaji i poshtëm i majtë në figurën e mesme. Përkundrazi, skajet që rriten ngadalë rezultojnë të jenë më të gjerat dhe, siç thonë ata, më të zhvilluarit.

Kjo është veçanërisht e dukshme në figurën e fundit. Një fragment pa formë merr të njëjtën formë si kristalet e tjera pikërisht për shkak të anizotropisë së shkallës së rritjes. Disa aspekte zhvillohen më fort në kurriz të të tjerëve dhe i japin kristalit një formë karakteristike për të gjitha mostrat e kësaj substance.

Forma shumë të bukura kalimtare vërehen kur një top merret si farë, dhe tretësira në mënyrë alternative ftohet paksa dhe nxehet. Kur nxehet, tretësira bëhet e pangopur dhe fara shpërndahet pjesërisht. Ftohja çon në ngopjen e tretësirës dhe rritjen e farës. Por molekulat vendosen ndryshe, sikur u japin përparësi vendeve të caktuara. Kështu, substanca transferohet nga një vend i topit në tjetrin.

Së pari, skajet e vogla në formën e rrathëve shfaqen në sipërfaqen e topit. Rrathët gradualisht rriten në madhësi dhe, duke prekur njëri-tjetrin, bashkohen përgjatë skajeve të drejta. Topi kthehet në një poliedron. Pastaj disa fytyra i kalojnë të tjerat, disa nga fytyrat rriten dhe kristali merr formën e tij karakteristike (Fig. 4.7).

Oriz. 4.7

Kur vëzhgoni rritjen e kristaleve, njeriu godet nga tipari kryesor i rritjes - lëvizja paralele e fytyrave. Rezulton se substanca e lëshuar ndërton skajin në shtresa: derisa të përfundojë një shtresë, tjetra nuk fillon të ndërtohet.

Në Fig. Figura 4.8 tregon paketimin "të papërfunduar" të atomeve. Në cilën nga pozicionet me germa do të mbahet më fort atomi i ri kur lidhet me kristalin? Pa dyshim, në A, pasi këtu ai përjeton tërheqjen e fqinjëve nga tre anët, ndërsa në B - nga dy, dhe në C - vetëm nga njëra anë. Prandaj, së pari përfundon kolona, ​​pastaj i gjithë rrafshi dhe vetëm atëherë fillon shtrimi i avionit të ri.

Oriz. 4.8

Në një numër rastesh, kristalet formohen nga një masë e shkrirë - nga një shkrirje. Në natyrë, kjo ndodh në një shkallë të madhe: bazaltet, granitet dhe shumë shkëmbinj të tjerë dolën nga magma e zjarrtë.

Le të fillojmë të ngrohim një substancë kristalore, siç është kripa e gurit. Deri në 804°C, kristalet e kripës së gurit do të ndryshojnë pak: ato zgjerohen vetëm pak dhe substanca mbetet e ngurtë. Një matës i temperaturës i vendosur në një enë me një substancë tregon një rritje të vazhdueshme të temperaturës kur nxehet. Në 804°C do të zbulojmë menjëherë dy dukuri të reja, të ndërlidhura: substanca do të fillojë të shkrihet dhe rritja e temperaturës do të ndalet. Derisa e gjithë substanca të kthehet në lëng; temperatura nuk do të ndryshojë; një rritje e mëtejshme e temperaturës nënkupton ngrohjen e lëngut. Të gjitha substancat kristalore kanë një pikë të caktuar shkrirjeje. Akulli shkrihet në 0°C, hekuri - në 1527°C, merkuri - në -39°C, etj.

Siç e dimë tashmë, në çdo kristal atomet ose molekulat e substancës formojnë një paketim G të renditur dhe kryejnë dridhje të vogla rreth pozicioneve të tyre mesatare. Ndërsa trupi nxehet, shpejtësia e grimcave lëkundëse rritet së bashku me amplituda e lëkundjeve. Kjo rritje e shpejtësisë së lëvizjes së grimcave me rritjen e temperaturës përbën një nga ligjet themelore të natyrës, i cili zbatohet për materien në çdo gjendje - të ngurtë, të lëngët ose të gaztë.

Kur arrihet një temperaturë e caktuar, mjaft e lartë e kristalit, dridhjet e grimcave të tij bëhen aq energjike saqë një rregullim i rregullt i grimcave bëhet i pamundur - kristali shkrihet. Me fillimin e shkrirjes, nxehtësia e dhënë nuk përdoret më për të rritur shpejtësinë e grimcave, por për të shkatërruar rrjetën kristalore. Prandaj, rritja e temperaturës ndalet. Ngrohja e mëvonshme është një rritje në shpejtësinë e grimcave të lëngshme.

Në rastin e kristalizimit nga një shkrirje që na intereson, dukuritë e përshkruara më sipër vërehen në rend të kundërt: ndërsa lëngu ftohet, grimcat e tij ngadalësojnë lëvizjen e tyre kaotike; me arritjen e një temperature të caktuar, mjaft të ulët, shpejtësia e grimcave është tashmë aq e ulët sa disa prej tyre, nën ndikimin e forcave tërheqëse, fillojnë të lidhen me njëra-tjetrën, duke formuar bërthama kristalore. Derisa e gjithë substanca të kristalizohet, temperatura mbetet konstante. Kjo temperaturë është zakonisht e njëjtë me pikën e shkrirjes.

Nëse nuk merren masa të veçanta, kristalizimi nga shkrirja do të fillojë në shumë vende menjëherë. Kristalet do të rriten në formën e poliedroneve të rregullta karakteristike në të njëjtën mënyrë siç përshkruam më sipër. Sidoqoftë, rritja e lirë nuk zgjat shumë: ndërsa kristalet rriten, ato përplasen me njëri-tjetrin, në pikat e kontaktit, rritja ndalon dhe trupi i ngurtësuar fiton një strukturë kokrrizore. Çdo kokërr është një kristal i veçantë që nuk arriti të marrë formën e duhur.

Në varësi të shumë kushteve, dhe kryesisht nga shpejtësia e ftohjes, një trup i ngurtë mund të ketë pak a shumë kokrriza të mëdha: sa më i ngadalshëm të jetë ftohja, aq më të mëdha janë kokrrat. Madhësitë e kokrrizave të trupave kristalorë variojnë nga një e milionta e centimetrit deri në disa milimetra. Kryesisht me kokrra struktura kristalore mund të vërehet me mikroskop. Lëndët e ngurta zakonisht kanë një strukturë kaq të imët kristalore.

Procesi i ngurtësimit të metaleve është me interes të madh për teknologjinë. Fizikanët kanë studiuar në mënyrë jashtëzakonisht të detajuar ngjarjet që ndodhin gjatë derdhjes dhe gjatë ngurtësimit të metalit në kallëpe.

Në pjesën më të madhe, kur ngurtësohen, rriten kristale të vetme të ngjashme me pemët, të quajtur dendritë. Në raste të tjera, dendritet orientohen në mënyrë të rastësishme, në raste të tjera - paralelisht me njëri-tjetrin.

Në Fig. Figura 4.9 tregon fazat e rritjes së një dendriti. Me këtë sjellje, një dendrit mund të rritet para se të takohet me një tjetër të ngjashëm. Atëherë nuk do të gjejmë dendritë në derdhje. Ngjarjet gjithashtu mund të zhvillohen ndryshe: dendritet mund të takohen dhe rriten në njëri-tjetrin (degët e njërit në hapësirat midis degëve të tjetrit) ndërsa janë ende "të rinj".

Oriz. 4.9

Kështu, mund të lindin kallëp kokrrizat e të cilave (të paraqitura në Fig. 2.22) kanë struktura shumë të ndryshme. Dhe vetitë e metaleve varen ndjeshëm nga natyra e kësaj strukture. Ju mund të kontrolloni sjelljen e metalit gjatë ngurtësimit duke ndryshuar shkallën e ftohjes dhe sistemin e heqjes së nxehtësisë.

Tani le të flasim se si të rritet një kristal i madh. Është e qartë se duhet të merren masa për të siguruar që kristali të rritet nga një vend. Dhe nëse disa kristale tashmë kanë filluar të rriten, atëherë në çdo rast është e nevojshme të sigurohet që kushtet e rritjes të jenë të favorshme vetëm për njërën prej tyre.

Këtu, për shembull, është ajo që bën kur rriten kristalet e metaleve me shkrirje të ulët. Metali shkrihet në një epruvetë qelqi me fundin e nxjerrë jashtë. Një epruvetë e varur në një fije brenda një furre cilindrike vertikale ulet ngadalë poshtë. Fundi i tërhequr gradualisht largohet nga furra dhe ftohet. Fillon kristalizimi. Në fillim formohen disa kristale, por ato që rriten anash mbështeten në murin e epruvetës dhe rritja e tyre ngadalësohet. Vetëm kristali që rritet përgjatë boshtit të epruvetës, d.m.th., thellë në shkrirje, do të jetë në kushte të favorshme. Ndërsa provëza zbret, pjesë të reja të shkrirjes që hyjnë në rajonin e temperaturës së ulët do të "ushqejnë" këtë kristal të vetëm. Prandaj, nga të gjithë kristalet, është i vetmi që mbijeton; ndërsa provëza zbret, ajo vazhdon të rritet përgjatë boshtit të saj. Përfundimisht i gjithë metali i shkrirë ngurtësohet në një kristal të vetëm.

E njëjta ide qëndron në themel të kultivimit të kristaleve refraktare të rubinit. Pluhuri i imët i substancës spërkatet përmes flakës. Pluhurat shkrihen; Pika të vogla bien mbi një mbështetje refraktare të një zone shumë të vogël, duke formuar shumë kristale. Ndërsa pikat vazhdojnë të bien mbi stendë, të gjithë kristalet rriten, por përsëri rritet vetëm ai që është në pozicionin më të favorshëm për të "marrë" pikat që bien.

Për çfarë nevojiten kristalet e mëdha?

Industria dhe shkenca shpesh kanë nevojë për kristale të mëdha të vetme. Me rëndësi të madhe për teknologjinë janë kristalet e kripës Rochelle dhe kuarcit, të cilat kanë veti të jashtëzakonshme të shndërrimit të veprimeve mekanike (për shembull, presionit) në tension elektrik.

Industria optike ka nevojë për kristale të mëdha kalciti, kripë guri, fluorit, etj.

Industria e orëve ka nevojë për kristale rubinësh, safirësh dhe disa gurë të tjerë të çmuar. Fakti është se pjesët lëvizëse individuale të një ore të zakonshme bëjnë deri në 20,000 dridhje në orë. Një ngarkesë kaq e madhe vendos kërkesa jashtëzakonisht të larta për cilësinë e majave dhe kushinetave të boshtit. Gërvishtja do të jetë më e pakta kur kushineta për majën e boshtit me diametër 0,07-0,15 mm është rubin ose safir. Kristalet artificiale të këtyre substancave janë shumë të qëndrueshme dhe gërryhen shumë pak nga çeliku. Është e mrekullueshme që gurë artificialë Në këtë rast, ata rezultojnë të jenë më të mirë se të njëjtët gurë natyrorë.

Megjithatë vlera më e lartë për industrinë është rritja e kristaleve gjysmëpërçuese - silic dhe germanium.

Efekti i presionit në pikën e shkrirjes

Nëse ndryshoni presionin, pika e shkrirjes gjithashtu do të ndryshojë. Të njëjtin model hasëm kur folëm për zierjen. Sa më i lartë të jetë presioni; aq më e lartë është pika e vlimit. Kjo është përgjithësisht e vërtetë edhe për shkrirjen. Megjithatë, ekziston një numër i vogël i substancave që sillen në mënyrë anormale: pika e tyre e shkrirjes zvogëlohet me rritjen e presionit.

Fakti është se shumica dërrmuese e lëndëve të ngurta janë më të dendura se homologët e tyre të lëngshëm. Përjashtim nga ky rregull bëjnë pikërisht ato substanca, pika e shkrirjes së të cilave ndryshon me ndryshimin e presionit në një mënyrë të pazakontë, për shembull uji. Akulli është më i lehtë se uji dhe pika e shkrirjes së akullit zvogëlohet me rritjen e presionit.

Kompresimi nxit formimin e një gjendjeje më të dendur. Nëse një lëndë e ngurtë është më e dendur se një lëng, ngjeshja ndihmon në ngurtësimin dhe parandalon shkrirjen. Por nëse shkrirja vështirësohet nga ngjeshja, kjo do të thotë se substanca mbetet e ngurtë, ndërsa më parë në këtë temperaturë ajo tashmë do të ishte shkrirë, d.m.th., me rritjen e presionit, temperatura e shkrirjes rritet. Në rastin anomal, lëngu është më i dendur se i ngurtë, dhe presioni ndihmon në formimin e lëngut, d.m.th., ul pikën e shkrirjes.

Efekti i presionit në pikën e shkrirjes është shumë më i vogël se efekti i ngjashëm në zierje. Një rritje e presionit me më shumë se 100 kgf/cm2 ul pikën e shkrirjes së akullit me 1°C.

Pse patinat rrëshqasin vetëm në akull, por jo në parket po aq të lëmuar? Me sa duket, shpjegimi i vetëm është formimi i ujit, i cili lubrifikon patina. Për të kuptuar kontradiktën që ka lindur, duhet të mbani mend sa vijon: patina të trashë rrëshqasin në akull shumë keq. Patinat duhet të mprehen në mënyrë që të mund të presin akullin. Në këtë rast, vetëm maja e skajit të patinave shtyp akullin. Presioni në akull arrin në dhjetëra mijëra atmosfera, por akulli ende shkrihet.

Avullimi i lëndëve të ngurta

Kur thonë "një substancë avullon", ata zakonisht nënkuptojnë se një lëng avullon. Por lëndët e ngurta gjithashtu mund të avullojnë. Ndonjëherë avullimi i trupave të ngurtë quhet sublimim.

Një lëndë e ngurtë që avullohet është, për shembull, naftalina. Naftalina shkrihet në 80°C dhe avullon në temperaturën e dhomës. Është kjo veti e naftalinës që e lejon atë të përdoret për të shfarosur tenjat.

Një pallto leshi e mbuluar me tenja është e ngopur me avujt e naftalinës dhe krijon një atmosferë që tenja nuk mund ta tolerojë. Çdo lëndë e ngurtë me erë sublimohet në një shkallë të konsiderueshme. Në fund të fundit, aroma krijohet nga molekulat që shkëputen nga substanca dhe arrijnë në hundë. Megjithatë, rastet më të shpeshta janë kur një substancë sublimohet në një shkallë të vogël, ndonjëherë në një shkallë që nuk mund të zbulohet as nga një hulumtim shumë i kujdesshëm. Në parim, çdo substancë e ngurtë (dhe kjo është çdo substancë e ngurtë, qoftë edhe hekuri apo bakri) avullon. Nëse nuk zbulojmë sublimimin, kjo do të thotë vetëm se dendësia e avullit të ngopjes është shumë e parëndësishme.

Ju mund të verifikoni që një sërë substancash që kanë një erë të fortë në temperaturën e dhomës e humbasin atë në temperatura të ulëta.

Dendësia e avullit të ngopur në ekuilibër me një të ngurtë rritet me shpejtësi me rritjen e temperaturës. Ne e ilustrojmë këtë sjellje me kurbën e akullit të paraqitur në Fig. 4.10. Është e vërtetë që akulli nuk ka erë...

Oriz. 4.10

Në shumicën e rasteve, është e pamundur të rritet ndjeshëm densiteti i avullit të ngopur të një trupi të ngurtë për një arsye të thjeshtë - substanca do të shkrihet më herët.

Edhe akulli avullon. Këtë e dinë mirë amvisat që i varin për t'u tharë në mot të ftohtë. të brendshme të lagura“Uji fillimisht ngrin, dhe më pas akulli avullon, duke i lënë rrobat të thata.

Pika e trefishtë

Pra, ekzistojnë kushte në të cilat avulli, lëngu dhe kristali mund të ekzistojnë në çifte në ekuilibër. A mund të jenë të tre gjendjet në ekuilibër? Një pikë e tillë në diagramin presion-temperaturë ekziston; ajo quhet e trefishtë. Ku eshte?

Nëse vendosni ujë me akull lundrues në një enë të mbyllur në zero gradë, atëherë avulli i ujit (dhe "akulli") do të fillojë të rrjedhë në hapësirën e lirë. Në një presion avulli prej 4.6 mm Hg. Art. avullimi do të ndalet dhe do të fillojë ngopja. Tani tre fazat - akulli, uji dhe avulli - do të jenë në një gjendje ekuilibri. Kjo është pika e trefishtë.

Marrëdhëniet midis gjendjeve të ndryshme tregohen qartë dhe qartë nga diagrami për ujin i paraqitur në Fig. 4.11.

Oriz. 4.11

Një diagram i tillë mund të ndërtohet për çdo trup.

Kthesa në figurë janë të njohura për ne - këto janë kthesat e ekuilibrit midis akullit dhe avullit, akullit dhe ujit, ujit dhe avullit. Presioni vizatohet vertikalisht, si zakonisht, temperatura vizatohet horizontalisht.

Të tre kthesat kryqëzohen në pikën e trefishtë dhe e ndajnë diagramin në tre rajone - hapësirat e jetesës së akullit, ujit dhe avullit të ujit.

Diagrami i gjendjes është një referencë e kondensuar. Qëllimi i tij është t'i përgjigjet pyetjes se cila gjendje e trupit është e qëndrueshme në presionin e tillë dhe atë e temperaturës.

Nëse uji ose avulli vendoset në kushtet e "rajonit të majtë", ato do të bëhen akull. Nëse shtoni një lëng ose një të ngurtë në "rajonin e poshtëm", ​​ju merrni avull. Në "rajonin e duhur" avulli do të kondensohet dhe akulli do të shkrihet.

Diagrami i ekzistencës së fazës ju lejon të përgjigjeni menjëherë se çfarë do të ndodhë me një substancë kur nxehet ose kompresohet. Ngrohja me presion konstant paraqitet në diagram me një vijë horizontale. Një pikë që përfaqëson gjendjen e trupit lëviz përgjatë kësaj linje nga e majta në të djathtë.

Figura tregon dy linja të tilla, njëra prej tyre po ngrohet me presion normal. Linja shtrihet mbi pikën e trefishtë. Prandaj, së pari do të kryqëzojë kurbën e shkrirjes, dhe më pas, jashtë vizatimit, kurbën e avullimit. Akulli në presion normal do të shkrihet në një temperaturë prej 0°C dhe uji që rezulton do të vlojë në 100°C.

Situata do të jetë e ndryshme për akullin e ngrohur me presion shumë të ulët, le të themi pak nën 5 mmHg. Art. Procesi i ngrohjes përshkruhet nga një vijë që shkon poshtë pikës së trefishtë. Lakoret e shkrirjes dhe të vlimit nuk kryqëzohen me këtë vijë. Në një presion kaq të ulët, ngrohja do të çojë në një kalim të drejtpërdrejtë të akullit në avull.

Në Fig. 4.12, i njëjti diagram tregon se çfarë fenomeni interesant do të ndodhë kur avulli i ujit kompresohet në gjendjen e shënuar me një kryq në figurë. Avulli fillimisht do të shndërrohet në akull dhe më pas do të shkrihet. Vizatimi ju lejon të tregoni menjëherë në çfarë presioni kristali do të fillojë të rritet dhe kur do të ndodhë shkrirja.

Oriz. 4.12

Diagramet fazore të të gjitha substancave janë të ngjashme me njëra-tjetrën. Dallimet e mëdha, nga pikëpamja e përditshme, lindin për faktin se vendndodhja e pikës së trefishtë në diagram mund të jetë në substanca të ndryshme më të ndryshmet.

Në fund të fundit, ne ekzistojmë afër "kushteve normale", domethënë, kryesisht në një presion afër një atmosfere. Se si ndodhet pika e trefishtë e një substance në lidhje me vijën e presionit normal është shumë e rëndësishme për ne.

Nëse presioni në pikën e trefishtë është më i vogël se atmosferik, atëherë për ne, që jetojmë në kushte "normale", substanca klasifikohet si shkrirje. Me rritjen e temperaturës, fillimisht kthehet në lëng dhe më pas vlon.

Në rastin e kundërt - kur presioni në pikën e trefishtë është më i lartë se ai atmosferik - nuk do të shohim lëng kur nxehet, trupi i ngurtë do të kthehet drejtpërdrejt në avull. Kështu sillet "akulli i thatë", i cili është shumë i përshtatshëm për shitësit e akulloreve. Briketat e akullores mund të transferohen me copa "akulli të thatë" dhe mos kini frikë se akullorja do të laget. "Akull i thatë" është dioksid karboni i ngurtë C0 2. Pika e trefishtë e kësaj substance qëndron në 73 atm. Prandaj, kur CO 2 i ngurtë nxehet, pika që përfaqëson gjendjen e saj lëviz horizontalisht, duke kryqëzuar vetëm kurbën e avullimit të lëndës së ngurtë (njëlloj si për akull i rregullt në një presion prej rreth 5 mm Hg. Art.).

Ne i kemi treguar tashmë lexuesit se si përcaktohet një shkallë e temperaturës në shkallën Kelvin, ose, siç kërkon sistemi SI tani të themi, një kelvin. Sidoqoftë, ne po flisnim për parimin e përcaktimit të temperaturës. Jo të gjitha institutet e metrologjisë kanë termometra idealë të gazit. Prandaj, shkalla e temperaturës ndërtohet duke përdorur pika ekuilibri të fiksuara nga natyra midis gjendjeve të ndryshme të materies.

Pika e trefishtë e ujit luan një rol të veçantë në këtë. Një shkallë Kelvin tani përkufizohet si pjesa 273.16 e temperaturës termodinamike të pikës së trefishtë të ujit. Pika e trefishtë e oksigjenit merret të jetë 54,361 K. Temperatura e ngurtësimit të arit është caktuar të jetë 1337,58 K. Duke përdorur këto pika referimi, çdo termometër mund të kalibrohet me saktësi.

Të njëjtat atome, por...kristale të ndryshme

Grafiti i butë i zi mat me të cilin shkruajmë dhe diamanti i fortë transparent me shkëlqim dhe prerës i xhamit janë ndërtuar nga të njëjtat atome karboni. Pse janë kaq të ndryshme vetitë e këtyre dy substancave identike?

Konsideroni rrjetën e grafitit me shtresa, secili atom i të cilit ka tre fqinjët më të afërt, dhe rrjetën e diamantit, atomi i të cilit ka katër fqinjët më të afërt. Ky shembull tregon qartë se vetitë e kristaleve përcaktohen nga rregullimi relativ i atomeve. Tharkat e papërshkueshme nga zjarri janë bërë nga grafiti që mund të përballojë temperaturat deri në dy deri në tre mijë gradë, dhe diamanti digjet në temperatura mbi 700°C; dendësia e diamantit është 3.5, dhe grafiti - 2.3; grafiti përçon elektricitetin, diamanti jo, etj.

Nuk është vetëm karboni që ka këtë veti për të prodhuar kristale të ndryshme. Pothuajse çdo element kimik, dhe jo vetëm një element, por edhe çdo substancë kimike, mund të ekzistojë në disa varietete. Ekzistojnë gjashtë lloje akulli, nëntë lloje squfuri dhe katër lloje hekuri.

Ndërsa diskutuam diagramin fazor, nuk folëm për lloje të ndryshme kristalesh dhe vizatuam zonë e vetme trup i fortë. Dhe për shumë substanca ky rajon ndahet në seksione, secila prej të cilave korrespondon me një "lloj" të caktuar të një faze të ngurtë ose, siç thonë ata, një faze të caktuar të ngurtë (një modifikim i caktuar kristalor).

Çdo fazë kristalore ka rajonin e vet të gjendjes së qëndrueshme, të kufizuar nga një gamë e caktuar presionesh dhe temperaturash. Ligjet e shndërrimit të një varieteti kristalor në një tjetër janë të njëjta me ligjet e shkrirjes dhe avullimit.

Për çdo presion, mund të specifikoni temperaturën në të cilën të dy llojet e kristaleve do të bashkëjetojnë në mënyrë paqësore. Nëse rritni temperaturën, një kristal i një lloji do të kthehet në një kristal të llojit të dytë. Nëse ulni temperaturën, do të ndodhë transformimi i kundërt.

Që squfuri i kuq të zverdhet në presion normal, nevojitet një temperaturë nën 110°C. Mbi këtë temperaturë, deri në pikën e shkrirjes, rendi i renditjes së atomeve karakteristike për squfurin e kuq është i qëndrueshëm. Temperatura bie, dridhjet e atomeve ulen dhe, duke filluar nga 110°C, natyra gjen një rregullim më të përshtatshëm të atomeve. Ka një transformim të një kristali në një tjetër.

Gjashtë akull të ndryshëm askush nuk doli me emra. Kështu thonë: akull një, akull dy, ...., akull shtatë. Po shtatë nëse ka vetëm gjashtë varietete? Fakti është se akulli katër nuk u zbulua gjatë eksperimenteve të përsëritura.

Nëse ngjeshni ujin në një temperaturë afër zeros, atëherë me një presion prej rreth 2000 atm formohet akull pesë, dhe në një presion prej rreth 6000 atm formohet akull gjashtë.

Akulli dy dhe akulli tre janë të qëndrueshëm në temperatura nën zero gradë.

Ice shtatë është akull i nxehtë; ndodh gjatë ngjeshjes ujë i nxehtë deri në presione prej rreth 20,000 atm.

I gjithë akulli, përveç akullit të zakonshëm, është më i rëndë se uji. Akulli i prodhuar në kushte normale sillet në mënyrë jonormale; përkundrazi, akulli i marrë në kushte të ndryshme nga norma sillet normalisht.

Themi se çdo modifikim kristalor karakterizohet nga një rajon i caktuar ekzistence. Por nëse po, atëherë si ekzistojnë grafiti dhe diamanti në të njëjtat kushte?

Një "paligjshmëri" e tillë ndodh shumë shpesh në botën e kristaleve. Aftësia për të jetuar në kushte "të huaja" është pothuajse një rregull për kristalet. Nëse për të transferuar avull ose lëngje në zona të huaja të ekzistencës, duhet të drejtoheni në truket e ndryshme, atëherë një kristal, përkundrazi, pothuajse kurrë nuk mund të detyrohet të mbetet brenda kufijve që i janë caktuar nga natyra.

Mbinxehja dhe ftohja e tepërt e kristaleve shpjegohet me vështirësinë e konvertimit të një rendi në tjetrin në kushte jashtëzakonisht të mbushura me njerëz. Squfuri i verdhë duhet të kthehet në të kuqe në 95.5°C. Me ngrohje pak a shumë të shpejtë, ne do ta "tejkalojmë" këtë pikë transformimi dhe do ta çojmë temperaturën në pikën e shkrirjes së squfurit prej 113°C.

Temperatura e vërtetë e transformimit është më e lehtë për t'u zbuluar kur kristalet vijnë në kontakt. Nëse vendosen ngushtë njëra mbi tjetrën dhe temperatura mbahet në 96°C, atëherë e verdha do të hahet nga e kuqja dhe në 95°C e verdha do të thithë të kuqen. Në kontrast me tranzicionin "kristal-lëng", transformimet "kristal-kristal" zakonisht vonohen si gjatë superftohjes ashtu edhe gjatë mbinxehjes.

Në disa raste, kemi të bëjmë me gjendje të materies që duhet të jetojnë në temperatura krejtësisht të ndryshme.

Kallaji i bardhë duhet të bëhet gri kur temperatura të bjerë në +13°C. Zakonisht merremi me teneqe të bardhë dhe e dimë që asgjë nuk bëhet me të në dimër. Ai përballon në mënyrë të përkryer hipoterminë prej 20-30 gradë. Sidoqoftë, në kushte të vështira dimri, kallaji i bardhë kthehet në gri. Mosnjohja e këtij fakti ishte një nga rrethanat që shkatërroi ekspeditën e Scott në Polin e Jugut (1912). Karburant i lëngshëm, e marrë nga ekspedita, ishte në enë të salduara me kallaj. Në të ftohtë ekstrem, kallaji i bardhë u shndërrua në pluhur gri - enët ishin të pa salduara; dhe karburanti u derdh jashtë. Nuk është për asgjë që shfaqja e njollave gri në kallaj të bardhë quhet murtaja e kallajit.

Ashtu si me squfurin, kallaji i bardhë mund të shndërrohet në gri në temperatura pak nën 13°C; përveç nëse një kokërr e vogël e varietetit gri bie mbi një objekt kallaji.

Ekzistenca e disa varieteteve të së njëjtës substancë dhe vonesat në transformimet e tyre të ndërsjella janë të një rëndësie të madhe për teknologjinë.

Në temperaturën e dhomës, atomet e hekurit formojnë një rrjetë kubike me qendër trupin, në të cilën atomet zënë pozicione në kulmet dhe në qendër të kubit. Çdo atom ka 8 fqinjë. Në temperatura të larta, atomet e hekurit formojnë një "paketë" më të dendur - secili atom ka 12 fqinjë. Hekuri me 8 fqinjë është i butë, hekuri me 12 fqinjë është i fortë. Rezulton se është e mundur të merret hekuri i llojit të dytë në temperaturën e dhomës. Kjo metodë - forcimi - përdoret gjerësisht në metalurgji.

Forcimi bëhet shumë thjesht - një objekt metalik nxehet i nxehtë dhe më pas hidhet në ujë ose vaj. Ftohja ndodh aq shpejt sa që transformimi i një strukture që është e qëndrueshme në temperatura të larta nuk ka kohë të ndodhë. Kështu, struktura me temperaturë të lartë do të ekzistojë pafundësisht për një kohë të gjatë në kushte të pazakonta për të: rikristalizimi në një strukturë të qëndrueshme ndodh aq ngadalë sa është praktikisht i padukshëm.

Kur flisnim për ngurtësimin e hekurit, nuk ishim plotësisht të saktë. Çeliku është i ngurtësuar, d.m.th., hekuri që përmban fraksione prej një përqind të karbonit. Prania e papastërtive shumë të vogla të karbonit vonon transformimin e hekurit të fortë në hekur të butë dhe lejon forcimin. Sa i përket hekurit plotësisht të pastër, nuk është e mundur të ngurtësohet - transformimi i strukturës arrin të ndodhë edhe me ftohjen më të shpejtë.

Në varësi të llojit të diagramit të gjendjes, ndryshimit të presionit ose temperaturës, arrihet një ose një tjetër transformim.

Shumë transformime kristal në kristal vërehen vetëm me ndryshime në presion. Fosfori i zi fitohej në këtë mënyrë.

Oriz. 4.13

Ishte e mundur të shndërrohej grafiti në diamant vetëm duke përdorur temperaturë të lartë dhe presion të lartë në të njëjtën kohë. Në Fig. Figura 4.13 tregon diagramin fazor të karbonit. Në presione nën dhjetë mijë atmosfera dhe në temperatura nën 4000 K, grafiti është një modifikim i qëndrueshëm. Kështu, diamanti jeton në kushte “aliene”, kështu që mund të shndërrohet në grafit pa shumë vështirësi. Por problemi i kundërt është me interes praktik. Nuk është e mundur të shndërrohet grafiti në diamant vetëm duke rritur presionin. Transformimi fazor në gjendjen e ngurtë është me sa duket shumë i ngadaltë. Shfaqja e diagramit fazor sugjeron zgjidhjen e duhur: rrit presionin dhe nxehtësinë në të njëjtën kohë. Pastaj marrim (këndin e djathtë të diagramit) karbonin e shkrirë. Duke e ftohur atë në presionin e lartë të gjakut, duhet të futemi në zonën e diamantit.

Mundësia praktike e një procesi të tillë u vërtetua në vitin 1955, dhe problemi tani konsiderohet teknikisht i zgjidhur.

Lëng i mahnitshëm

Nëse ulni temperaturën e një trupi, herët a vonë ai do të ngurtësohet dhe do të fitojë një strukturë kristalore. Nuk ka rëndësi në çfarë presioni ndodh ftohja. Kjo rrethanë duket krejtësisht e natyrshme dhe e kuptueshme nga pikëpamja e ligjeve të fizikës, me të cilat tashmë jemi njohur. Në të vërtetë, duke ulur temperaturën, ne zvogëlojmë intensitetin e lëvizjes termike. Kur lëvizja e molekulave bëhet aq e dobët sa nuk ndërhyn më në forcat e ndërveprimit midis tyre, molekulat do të rreshtohen në një renditje të rregullt - ato do të formojnë një kristal. Ftohja e mëtejshme do të heqë të gjithë energjinë e lëvizjes së tyre nga molekulat, dhe në zero absolute substanca duhet të ekzistojë në formën e molekulave të pushimit të rregulluara në një rrjetë të rregullt.

Përvoja tregon se të gjitha substancat sillen në këtë mënyrë. Të gjitha, përveç një gjëje: heliumi është një "përbindësh" i tillë.

Ne tashmë i kemi dhënë lexuesit disa informacione rreth heliumit. Heliumi mban rekordin për temperaturën e tij kritike. Asnjë substancë nuk ka një temperaturë kritike më të ulët se 4.3 K. Megjithatë, ky rekord në vetvete nuk do të thotë asgjë befasuese. Një gjë tjetër është e habitshme: ftohja e heliumit nën temperaturën kritike, duke arritur pothuajse zero absolute, nuk do të marrim helium të ngurtë. Heliumi mbetet i lëngshëm edhe në zero absolute.

Sjellja e heliumit është krejtësisht e pashpjegueshme nga pikëpamja e ligjeve të lëvizjes që kemi përshkruar dhe është një nga shenjat e vlefshmërisë së kufizuar të ligjeve të tilla të natyrës që dukeshin universale.

Nëse një trup është i lëngshëm, atëherë atomet e tij janë në lëvizje. Por duke e ftohur trupin në zero absolute, ne i kemi hequr të gjithë energjinë e lëvizjes. Duhet të pranojmë se heliumi ka një energji të tillë lëvizjeje që nuk mund të hiqet. Ky përfundim është i papajtueshëm me mekanikën që kemi studiuar deri tani. Sipas kësaj mekanike që kemi studiuar, lëvizja e një trupi gjithmonë mund të ngadalësohet deri në një ndalesë të plotë, duke i hequr të gjithë energjinë kinetike; në të njëjtën mënyrë, ju mund të ndaloni lëvizjen e molekulave duke hequr energjinë e tyre kur ato përplasen me muret e një ene të ftohur. Për heliumin, një mekanikë e tillë nuk është qartë e përshtatshme.

Sjellja "e çuditshme" e heliumit është një tregues i një fakti me rëndësi të madhe. Për herë të parë, ne hasëm në pamundësinë e zbatimit në botën e atomeve të ligjeve bazë të mekanikës të vendosura nga studimi i drejtpërdrejtë i lëvizjes së trupave të dukshëm - ligje që dukej se ishin themeli i palëkundur i fizikës.

Fakti që në zero absolute heliumi "refuzon" të kristalizohet nuk mund të pajtohet në asnjë mënyrë me mekanikën që kemi studiuar deri më tani. Kontradikta që hasëm për herë të parë - mosnënshtrimi i botës së atomeve ndaj ligjeve të mekanikës - është vetëm hallka e parë në një zinxhir kontradiktash edhe më të mprehta dhe drastike në fizikë.

Këto kontradikta çojnë në nevojën për të rishikuar bazat e mekanikës së botës atomike. Ky rishikim është shumë i thellë dhe çon në një ndryshim në të gjithë kuptimin tonë të natyrës.

Nevoja për një rishikim rrënjësor të mekanikës së botës atomike nuk do të thotë që ne duhet t'u japim fund ligjeve të mekanikës që kemi studiuar. Do të ishte e padrejtë ta detyrosh lexuesin të studiojë gjëra të panevojshme. Mekanika e vjetër është plotësisht e vlefshme në botën e trupave të mëdhenj. Vetëm kjo mjafton për të trajtuar me respekt të plotë kapitujt përkatës të fizikës. Sidoqoftë, është gjithashtu e rëndësishme që një sërë ligjesh të mekanikës "të vjetër" të kalojnë në mekanikë "të reja". Kjo përfshin, në veçanti, ligjin e ruajtjes së energjisë.

Prania e energjisë "të pa lëvizshme" në zero absolute nuk është një pronë e veçantë e heliumit. Rezulton; Të gjitha substancat kanë energji "zero".

Vetëm në helium kjo energji është e mjaftueshme për të parandaluar që atomet të formojnë një rrjetë të rregullt kristal.

Mos mendoni se heliumi nuk mund të jetë në gjendje kristalore. Për të kristalizuar heliumin, ju duhet vetëm të rrisni presionin në rreth 25 atm. Ftohja e kryer në presion më të lartë do të rezultojë në formimin e heliumit të ngurtë kristalor me veti krejtësisht normale. Heliumi formon një rrjetë kubike të përqendruar në fytyrë.

Në Fig. Figura 4.14 tregon diagramin fazor të heliumit. Ai ndryshon ashpër nga diagramet e të gjitha substancave të tjera në mungesë të një pike të trefishtë. Kurbat e shkrirjes dhe zierjes nuk kryqëzohen.

Oriz. 4.14

Dhe kjo diagramë unike e gjendjes ka edhe një veçori më shumë: ka dy lëngje të ndryshme helium. Cili është ndryshimi i tyre do ta zbuloni pak më vonë.

Detyra përbëhet nga dy faza - të përcaktohet varësia e presionit atmosferik nga lartësia dhe varësia e pikës së vlimit nga presioni. Le të fillojmë me këtë të fundit, pasi është më interesante.

Zierja është një tranzicion i fazës së rendit të parë (uji ndryshon gjendjen e tij të grumbullimit nga i lëngët në i gaztë).
Një tranzicion fazor i rendit të parë përshkruhet nga ekuacioni Clapeyron:
,
Ku
- ngrohje specifike tranzicioni fazor, i cili numerikisht është i barabartë me sasinë e nxehtësisë së dhënë për njësi masë të një substance për të kryer një tranzicion fazor,
- temperatura e tranzicionit fazor,
- ndryshimi i volumit specifik gjatë tranzicionit

Clausius thjeshtoi ekuacionin e Clapeyron për rastet e avullimit dhe sublimimit duke supozuar se

1. Avulli i bindet ligjit ideal të gazit
2. Vëllimi specifik i lëngut është shumë më i vogël se vëllimi specifik i avullit

Nga pika e parë rezulton se gjendja e avullit mund të përshkruhet nga ekuacioni Mendeleev-Clapeyron
,
dhe nga pika dy - se vëllimi specifik i lëngut mund të neglizhohet.

Kështu, ekuacioni Clapeyron merr formën
,
ku vëllimi specifik mund të shprehet përmes
,
dhe në fund

duke ndarë variablat, marrim

Duke integruar anën e majtë nga në , dhe anën e djathtë nga në , d.m.th. nga një pikë në një pikë tjetër që shtrihet në vijën e ekuilibrit të lëngut-avullit, marrim ekuacionin

i quajtur ekuacioni Clausius-Clapeyron.

Në fakt, kjo është varësia e dëshiruar e temperaturës së vlimit nga presioni.

Le të bëjmë disa transformime të tjera
,
Këtu
- masë molare ujë, 18 g/mol

Konstanta universale e gazit, 8,31 J/(mol × K)

Nxehtësia specifike e avullimit të ujit 2,3 × 10 6 J/kg

Tani mbetet për të përcaktuar varësinë e presionit atmosferik nga lartësia. Këtu do të përdorim formulën barometrike (gjithsesi nuk kemi një tjetër):

ose
,
Këtu
- masa molare e ajrit, 29 g/mol
- konstante universale e gazit, 8,31 J/(mol×K)
- nxitimi i gravitetit, 9,81 m/(s×s)
- temperatura e ajrit

Vlerat që lidhen me ajrin do të shënohen me indeksin v, për ujin - h
Duke barazuar dhe hequr qafe eksponentin, marrim

Epo, formula përfundimtare

Në fakt, presioni real i ajrit nuk ndjek formulën barometrike, pasi me ndryshime të mëdha në lartësi temperatura e ajrit nuk mund të konsiderohet konstante. Përveç kësaj, përshpejtimi renie e lire varet nga gjerësia gjeografike, dhe presioni atmosferik varet gjithashtu nga përqendrimi i avullit të ujit. Kjo do të thotë, ne do të marrim një vlerë të përafërt duke përdorur këtë formulë. Prandaj, më poshtë kam përfshirë një kalkulator tjetër që përdor një formulë për të llogaritur pikën e vlimit në varësi të presionit të ajrit në milimetra merkur.

Pika e vlimit kundrejt kalkulatorit të lartësisë.

TEMPERATURA E VLIMIT
(pika e vlimit) - temperatura në të cilën një lëng shndërrohet në avull (d.m.th. gaz) aq intensivisht sa në të formohen flluska avulli, të cilat ngrihen në sipërfaqe dhe shpërthejnë. Formimi i shpejtë i flluskave në të gjithë vëllimin e lëngut quhet zierje. Në ndryshim nga avullimi i thjeshtë, gjatë zierjes, lëngu shndërrohet në avull jo vetëm nga sipërfaqja e lirë, por në të gjithë vëllimin - brenda flluskave që formohen. Pika e vlimit të çdo lëngu është konstante në një presion të caktuar atmosferik ose presion tjetër të jashtëm, por rritet me rritjen e presionit dhe zvogëlohet me uljen e presionit. Për shembull, në presionin normal atmosferik prej 100 kPa (presioni në nivelin e detit), pika e vlimit të ujit është 100 ° C. Në një lartësi prej 4000 m mbi nivelin e detit, ku presioni bie në 60 kPa, uji vlon përafërsisht 85 ° C, dhe duhet më shumë kohë për të gatuar ushqimin në male. Për të njëjtën arsye, ushqimi gatuhet më shpejt në një tenxhere me presion: presioni në të rritet dhe pas kësaj rritet temperatura e ujit të vluar.
PIKË E VLIMIT TË DISA SUBSTANCAVE(në nivelin e detit)

Substanca __ Temperatura, °C
Ari___________2600
Argjend __________1950
Mërkuri _____________356.9
Etilen glikol _____197.2
Uji i detit ______100.7
Uji ______________100.0
Alkooli izopropil 82.3
Alkooli etilik _____78.3
Alkooli metil ____64.7
Eter _________________34.6

Pika e vlimit të një lënde varet gjithashtu nga prania e papastërtive. Nëse një substancë e paqëndrueshme tretet në një lëng, pika e vlimit të tretësirës zvogëlohet. Në të kundërt, nëse tretësira përmban një substancë më pak të paqëndrueshme se tretësi, atëherë pika e vlimit të tretësirës do të jetë më e lartë se ajo e lëngut të pastër.
Shiko gjithashtu
TEMPERATURA NGJYRTUESE ;
Nxehtësia ;
TEORIA E LËNGJEVE.
LITERATURA
Croxton K. Fizika e gjendjes së lëngët. M., 1978 Novikov I.I. Termodinamika. M., 1984

Enciklopedia e Collier. - Shoqëria e Hapur. 2000 .

Shihni se çfarë është "TEMPERATURA E vlimit" në fjalorë të tjerë:

Temperatura në të cilën vlon një lëng nën presion konstant. Pika e vlimit në presionin normal atmosferik (1013.25 hPa, ose 760 mm Hg) quhet pika normale e vlimit ose pika e vlimit ... Fjalori i madh enciklopedik

PIKË E VLIMIT, temperatura në të cilën një substancë kalon nga një gjendje (fazë) në një tjetër, pra nga lëngu në avull ose gaz. Pika e vlimit rritet me rritjen e presionit të jashtëm dhe zvogëlohet me uljen e presionit. Zakonisht ajo...... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

- (shënohet me Tbp, Ts), temperatura e kalimit të ekuilibrit të lëngut në avull në konstante. ext. presioni. Në T. sepse presioni i ngopjes. avulli mbi sipërfaqen e sheshtë të lëngut bëhet i barabartë me ext. presioni, si rezultat i të cilit në të gjithë vëllimin e lëngut... ... Enciklopedi fizike

- është temperatura në të cilën një lëng, nën ndikimin e ngrohjes, kalon nga një gjendje e lëngshme në një gjendje gazi; kjo pikë vlimi varet nga presioni. EdwART. Fjalori i zhargonit të automobilave, 2009 ... Fjalor automobilistik

Temperatura e arritur nga një lëng gjatë zierjes * * * (Burimi: "United Dictionary of Culinary Terms") ... Fjalor kulinar

temperatura e vlimit- - [A.S. Goldberg. Fjalori anglisht-rusisht i energjisë. 2006] Temat: energjia në përgjithësi EN temperatura e vlimit ... Udhëzues teknik i përkthyesit

Pika e vlimit, pika e vlimit është temperatura në të cilën një lëng vlon nën presion të vazhdueshëm. Pika e vlimit korrespondon me temperaturën e avullit të ngopur mbi një sipërfaqe të sheshtë të një lëngu të vluar, pasi ... Wikipedia

temperatura e vlimit- (Tboil, tboil) temperatura e kalimit ekuilibër të lëngut në avull me presion të jashtëm konstant. Në pikën e vlimit, presioni i avullit të ngopur mbi sipërfaqen e sheshtë të lëngut bëhet i barabartë me presionin e jashtëm,... ... Fjalor Enciklopedik i Metalurgjisë

Temperatura në të cilën vlon një lëng nën presion konstant. Pika e vlimit në presion normal atmosferik (1013,25 hPa, ose 760 mm Hg) quhet pika normale e vlimit ose pika e vlimit. * *… fjalor enciklopedik

temperatura e vlimit- 2,17 pika vlimi: Temperatura e një lëngu që vlon në një presion atmosferik të ambientit prej 101,3 kPa (760 mmHg). Burimi: GOST R 51330.9 99: Pajisje elektrike kundër shpërthimit. Pjesa 10. Klasifikimi i zonave të rrezikshme... Fjalor-libër referues i termave të dokumentacionit normativ dhe teknik

librat

• , Yu. A. Lebedev, A. N. Kizin, T. S. Papina, I. Sh. Saifullin, Yu. E. Moshkin. Ky libër paraqet karakteristikat numerike më të rëndësishme të një numri hidrokarburesh, ndër të cilat konsiderohen konstantat fiziko-kimike të mëposhtme: pesha molekulare, temperatura...
• Karakteristikat e hidrokarbureve. Analiza e të dhënave numerike dhe vlerave të tyre të rekomanduara. Publikimi i referencës, Lebedev Yu.A.. Ky libër paraqet karakteristikat numerike më të rëndësishme të një numri hidrokarburesh, ndër të cilat konsiderohen konstantet fiziko-kimike të mëposhtme: pesha molekulare, temperatura...

Mbi të gjitha lëngjet, si rezultat i avullimit të tyre, vendoset një ekuilibër midis lëngut dhe avullit dhe, rrjedhimisht, një presion të caktuar avulli. Madhësia e këtij presioni varet nga natyra e lëngut dhe nga temperatura. Me rritjen e temperaturës, energjia kinetike e molekulave në një lëng rritet, gjithnjë e më shumë prej tyre janë në gjendje të kalojnë në fazën e gazit dhe, rrjedhimisht, presioni i avullit mbi lëngun rritet (Figura 4).

Figura 4 – Kurba e presionit të avullit të ujit

Temperatura në të cilën presioni i avullit bëhet i barabartë me presionin e jashtëm quhet pikë vlimi. Pika e kryqëzimit (Figura 4) e vijës së drejtë horizontale që korrespondon me një presion prej 760 mm Hg. Art., dhe kurba e presionit të avullit korrespondon me pikën e vlimit në presion normal. Çdo lëng që nuk dekompozohet kur nxehet në një temperaturë në të cilën presioni i avullit bëhet i barabartë me 760 mmHg. Art., ka pikën e vet karakteristike të vlimit në presion normal atmosferik. Figura 4 tregon gjithashtu se në një presion prej 200 mm Hg. Art. uji do të vlonte në rreth 66°C. Kjo varësi e pikës së vlimit nga presioni përdoret në praktikën laboratorike dhe në industri për distilim pa dekompozim të substancave që vlojnë në temperaturat e larta(distilim me vakum). Një numër librash referimi dhe tekstesh shkollore përmbajnë nomograme që lejojnë të lidhet pikat e vlimit në presionin atmosferik dhe në vakum, d.m.th., të përcaktojë presionin maksimal të mbetur që duhet të jetë në një njësi distilimi në mënyrë që një substancë të distilohet nën temperaturën e dekompozimit të saj. (shih, për shembull, /3, f. 32/).

Modifikimet e tjera të distilimit shërbejnë gjithashtu për të njëjtin qëllim (pastrimi i substancave me valë të lartë). Për shembull, distilimi me avull ju lejon të distiloni një substancë me valë të lartë në presionin atmosferik, por presioni i avullit mbi sipërfaqen e lëngut, i barabartë me presionin atmosferik, është shuma e presioneve të pjesshme të vetë substancës dhe avullit të ujit. Në këtë metodë, avulli i ujit fryhet (flluska) përmes trashësisë së substancës në kubin e distilimit.

Në shumicën e rasteve, pika e vlimit përcaktohet gjatë distilimit të një lënde gjatë procesit të pastrimit të saj. Nëse është e nevojshme, mund të përdoret përcaktimi i pikës së vlimit të një sasie të vogël lëngu Mikrometoda e Sivolobov(Figura 6).

Për ta kryer atë, mund të përdorni një pajisje standarde për përcaktimin e pikës së shkrirjes, të përshkruar më sipër (Figura 5). Një pikë lëngu vendoset në një tub qelqi me mure të hollë (6) - me diametër ~ 3 mm - të mbyllur në njërin skaj. Një kapilar (4), i mbyllur në skajin e sipërm, ulet në tub, tubi është i lidhur me termometrin me një brez elastik (5) dhe nxehet në pajisje derisa flluska të fillojnë të dalin nga kapilari në një rrjedhë të vazhdueshme. . Vërehet temperatura në të cilën filloi emetimi i vazhdueshëm i flluskave. Ajo korrespondon me pikën e vlimit të lëngut. Sigurohuni që të regjistroni presionin atmosferik duke përdorur një barometër. Nga vlera e pikës së vlimit, një substancë mund të identifikohet dhe të përcaktohet pastërtia e saj.