Fúze v tom, co obsahuje, příklady a experimenty

fúze je to změna stavu z pevné látky na kapalnou látku v teplotním rozsahu. Má-li látka vysoký stupeň čistoty, odpovídá rozpětí specifické teplotě: teplotě tání. A pokud existuje určitý stupeň nečistot, je bod tání reprezentován rozsahem (například 120-122 ° C)..

Je to jeden z nejběžnějších fyzikálních procesů v přírodě. Pevné látky absorbují teplo a zvyšují jeho teplotu, dokud se nezačnou tvořit první kapky kapaliny. Poté následují další kapky, a zatímco se veškerá pevná látka neroztaje, její teplota zůstává konstantní.

Proč? Protože veškeré teplo je spotřebováno na výrobu více kapaliny, místo toho, aby se zahřívalo. Tudíž pevná látka a kapalina mají stejnou teplotu a koexistují v rovnováze. Pokud je dodávka tepla konstantní, rovnováha končí pohybem k úplné tvorbě kapaliny.

Z tohoto důvodu, když se na jaře začne roztavit ledový krápník, jakmile se změní stav, neskončí, dokud se nezmění na tekutou vodu. Na obrázku nahoře je vidět, že i ledové krystaly plují uvnitř závěsné kapky.

Stanovení teploty tání neznámé látky je vynikající test pro jeho identifikaci (ne-li obsahovat mnoho nečistot).

Odhaluje také, jak silné jsou interakce mezi molekulami, které tvoří tuhou látku; při založení při vyšších teplotách budou silnější mezimolekulární síly.

Index

• 1 Co tvoří fúze??
  • 1.1 Tavení tuhých směsí a emulzí
• 2 Příklady
  • 2.1 V kuchyni
  • 2.2 V ozdobách
  • 2.3 V přírodě
• 3 Fúze většiny běžných látek
• 4 Pokuste se vysvětlit fúzi pro děti a mládež
  • 4.1 Barevné ledové kopule
  • 4.2 Tepelná skříň
• 5 Odkazy

Z čeho se fúze skládá??

Fúze se skládá ze změny stavu z pevného na kapalné. Molekul nebo atomů v kapalině mají vyšší průměrný výkon, jak se pohybují, vibrovat a otáčet při vyšších rychlostech. To vytváří vede ke zvýšení mezimolekulárních prostoru, a tím i zvýšení objemu (i když ne tak s vodou).

Stejně jako u pevných látek jsou molekuly v kompaktnějším uspořádání, nemají dostatek svobody ve svém pohybu a mají nižší průměrnou energii. Aby nastal přechod mezi pevnou látkou a kapalinou, musí molekuly nebo atomy pevné látky vibrovat při vyšších rychlostech absorpcí tepla.

Když vibrují, oddělují soubor molekul, které se spojují a tvoří první kapku. Fúze tedy není nic jiného než tání pevné látky způsobené působením tepla. Čím vyšší je teplota, tím rychleji dochází k fúzi pevné látky.

Zejména může fúze dát cestu k tvorbě tunelů a pórů uvnitř pevné látky. To lze prokázat pomocí vyhrazeného experimentu pro děti.

Taveniny tuhých směsí a emulzí

Zmrzlina

Fúze označuje tavení látky nebo směsi teplem. Tento termín se však také používá k označení tavení jiných látek, které nejsou přísně klasifikovány jako pevné látky: emulze.

Ideálním příkladem je zmrzlina. Jsou to emulze zmrazené vody (a v některých, krystalizovaných) se vzduchem a tuky (mléko, smetana, kakao, máslo atd.).

Zmrzlina se roztaví nebo roztaví, protože led překračuje bod tání, vzduch začíná unikat a kapalina končí přetažením zbytku svých složek.

Ice chemie je nesmírně složité, a představuje bod zájmu a zvědavosti při úvahách o definici fúze.

Sladký a slaný led

Co se týče jiných tuhých směsí, nelze správně hovořit o teplotě tání pro analytické účely; to znamená, že není určujícím kritériem pro identifikaci jedné nebo několika látek. Ve směsi, kdy se složka roztaví, se ostatní mohou rozpustit v kapalné fázi, která je diagonálně opačná k fúzi.

Například tuhá směs soli led-cukr se roztaví, jakmile se led roztaví. Vzhledem k tomu, že cukr a sůl jsou velmi rozpustné ve vodě, rozpustí je, ale neznamená to, že by se cukr a sůl roztavily.

Příklady

V kuchyni

Uvnitř kuchyně najdete některé běžné příklady fúze. Másla, čokolády, žvýkačky a další sladkosti se roztaví, pokud dostanou teplo slunce přímo, nebo pokud jsou uzamčeny v horkých prostorách. Některé sladkosti, jako marshmallows, jsou záměrně roztaveny pro nejlepší požitek z jejich chutí.

Mnohé recepty naznačují, že jedna nebo více složek se musí před přidáním roztavit. Mezi tyto složky patří také sýry, tuky a med (velmi viskózní).

V ozdobách

Pro zdobení některých prostor a objektů se používají kovy, sklo a keramika s různými vzory. Tyto ozdoby lze vidět na terase budovy, v krystalech a mozaikách některých zdí nebo v předmětech určených k prodeji uvnitř klenotů..

Všechny se skládají z materiálů, které se taví při velmi vysokých teplotách, takže se musí nejprve roztavit nebo změkčit do práce a dát jim požadované formy..

Je tu pak, kde pracujete s horkým železem, jak dělat kováře na výrobu zbraní, nástrojů a jiných předmětů. Také spojení umožňuje získání slitin svařením dvou nebo více kovů v různých hmotnostních poměrech.

Z roztaveného skla můžete vytvořit dekorativní postavy, jako jsou koně, labutě, muži a ženy, cestovní vzpomínky atd..

V přírodě

Hlavní příklady fúze v přírodě lze vidět v tání ledovců; v lávě směs hornin roztavená intenzivním teplem uvnitř sopek; a v kůře planety, kde převládá přítomnost tekutých kovů, zejména železa.

Bod tání většiny běžných látek

Následuje seznam běžných látek s příslušnými teplotami tání:

-Led, 0 ° C

-Parafin, 65,6 ° C

-Čokolády, 15,6-36,1 ° C (všimněte si, že se jedná o teplotní rozsah, protože tam jsou čokolády, které se taví při nižších nebo vyšších teplotách)

-Kyselina palmitová, 63 ° C

-Agar, 85 ° C

-Fosfor, 44 ° C

-Hliník, 658 ° C

-Vápník, 851 ° C

-Zlato, 1083 ° C

-Měď, 1083 ° C

-Železo, 1530 ° C

-Rtuť, -39ºC (kapalná při pokojové teplotě)

-Metanový plyn, -182 ° C

-Ethanol, -117 ° C

-Grafitový uhlík, 4073 ° C

-Diamantový uhlík, 4096 ° C

Jak je vidět, kovy obecně, díky svým kovovým vazbám, mají nejvyšší teploty tání. Uhlí je však překonává navzdory kovalentním vazbám, ale s velmi stabilními molekulárními uspořádáními.

Malé a nepolární molekuly, jako je metanový plyn a ethanol, nemají dostatečné interakce, aby zůstaly v pevném stavu při pokojové teplotě..

Pro zbytek může být síla intermolekulárních interakcí uvnitř pevné látky odvozena měřením teploty tání. Pevná látka, která podporuje teploty popálení, musí mít velmi stabilní strukturu.

Obecně mají nepolární kovalentní pevné látky nižší teploty tání než polární, iontové a kovové kovalentní pevné látky.

Pokuste se vysvětlit fúzi pro děti a mládež

Barevné ledové kopule

To je možná jeden z nejvýznamnějších a nejjednodušších experimentů, které vysvětlují fúzi s dětmi. Potřebujete:

-Některá jídla takovým způsobem, že když zmrazují vodu v nich, tvoří kopule

-Velký zásobník, který zajišťuje povrch, kde můžete roztát led, aniž by způsobil zmatek

-Sůl (může být nejlevnější na trhu)

-Zeleninová barviva a kapátka nebo lžíce, které je přidávají

Jakmile byly získány ledové kopule a umístěny na podnos, přidalo se na jejich povrch relativně malé množství soli. Jediný kontakt soli s ledem způsobí vodní toky, které mokrý zásobník.

To je proto, že led má mnohem afinitu k soli a roztok se vyskytuje, jehož teplota tání je nižší než ledu.

Dále se do kopulí přidá několik kapek barviva. Barva pronikne do tunelů kupole a všech jejích pórů, jako první důsledky jejího roztavení. Výsledkem je barevný karneval uvězněný uvnitř ledu.

Nakonec budou barviva smíchána s vodou ve vaničce a malým divákům poskytne další vizuální podívanou.

Tepelná skříň

Uvnitř skříně s řízenou teplotou je možné umístit řadu látek do žáruvzdorných nádob. Účelem tohoto experimentu je ukázat mladistvým, že každá látka má svůj vlastní bod tání.

Které látky mohou být vybrány? Logicky mohou do skříně vstupovat kovy nebo soli, protože se taví při teplotách nad 500 ° C (skříň by se roztavila).

Ze seznamu látek by proto mohly být vybrány ty, které nepřesahují 100 ° C, například: rtuť (za předpokladu, že skříň může být ochlazena pod -40 ° C), led, čokoláda, parafín a kyselina palmitová.

Dospívající (a děti i) bude sledovat, jak rtuť stává černou tekutý kov; a pak tání bílé led, čokoládové tyčinky, kyselinu palmitovou a konečně parafinové svíčky.

Abychom vysvětlili, proč se parafín taví při vyšších teplotách než čokoláda, bude nutné analyzovat jeho struktury.

Pokud jsou jak parafín, tak kyselina palmitová organickými sloučeninami, měly by být tyto sloučeniny tvořeny těžší molekulou nebo více polární molekulou (nebo obě současně). Poskytnutí vysvětlení takových pozorování by mohlo být ponecháno studentům jako domácí úkol.

Odkazy

1. Van't Hul J. (24. července 2012). Experiment s tavením ledových věd se solí a tekutými vodami. Zdroj: artfulparent.com
2. Tobin, Declane. (2018). Zábava Fakta o bodu tání pro děti. Snadná věda pro děti. Citováno z: easyscienceforkids.com
3. Sarah. (11. června 2015). Jednoduchý vědecký experiment pro děti: Co se rozpouští na slunci? Skromná zábava pro chlapce a dívky. Zdroj: frugalfun4boys.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. vydání). CENGAGE Učení.
5. h2g2. (3. října 2017). Bod tání některých běžných látek. Zdroj: h2g2.com
6. Otevřená univerzita. (3. srpna 2006). Body tání. Citováno z: open.edu
7. Lumen, Chemie pro nepředstavitele. (s.f.). Teplota tání. Zdroj: kurzy.lumenlearning.com
8. Gillespie, Claire. (13. dubna 2018). Jaké faktory ovlivňují teplotu tání? Sciencing. Zdroj: sciencing.com