Fuusio siinä, mitä se koostuu, esimerkkejä ja kokeilu

fuusio se on tilan vaihtuminen kiinteästä nestemäisestä aineelle lämpötila-alueella. Jos aineella on korkea puhtausaste, marginaali vastaa tiettyä lämpötilaa: sulamispistettä. Ja kun on olemassa tietty epäpuhtausaste, sulamispistettä edustaa alue (esimerkiksi 120-122 ° C).

Se on yksi tavallisimmista fyysisistä prosesseista. Kiinteät aineet absorboivat lämpöä ja nostavat lämpötilaansa, kunnes ensimmäiset nestepisarat alkavat muodostua. Sitten muut ensimmäiset putket seuraavat ensimmäistä, ja vaikka kaikki kiinteä aine ei ole sulanut, sen lämpötila pysyy vakiona.

Miksi? Koska kaikki lämpö kulutetaan tuottamaan enemmän nestettä, sen lämmittämisen sijaan. Siksi kiinteällä aineella ja nesteellä on sama lämpötila ja ne ovat samanaikaisesti tasapainossa. Jos lämmön saanti on vakio, tasapaino siirtyy nesteen täydelliseen muodostumiseen.

Tästä syystä, kun jään stalaktiitti alkaa sulaa keväällä, kun tilanmuutos on alkanut, se ei pääty, ennen kuin se on muuttunut nestemäiseksi vedeksi. Yllä olevassa kuvassa voidaan nähdä, että jopa jään kiteet liikkuvat roikkuvan pudotuksen sisällä.

Tuntematon aineen sulamispisteen määrittäminen on erinomainen testi sen tunnistamiseksi (kunhan se ei sisällä monia epäpuhtauksia).

Se paljastaa myös, kuinka vahvoja ovat kiinteän aineen muodostavien molekyylien väliset vuorovaikutukset; sitä korkeammissa lämpötiloissa, sitä vahvempi on molekyylien välinen voima.

indeksi

• 1 Mitä sulautuma koostuu??
  • 1.1 Kiinteät seokset ja emulsiot sulavat
• 2 Esimerkkejä
  • 2.1 Keittiössä
  • 2.2 Koristeissa
  • 2.3 Luonteeltaan
• 3 Yleisimpien aineiden fuusiopisteet
• 4 Kokeile selittää lasten ja nuorten fuusio
  • 4.1 Värikkäät jääkuvat
  • 4.2 Lämpökaappi
• 5 Viitteet

Mitä sulautuma koostuu??

Fuusio koostuu tilan muuttumisesta kiinteästä nesteenä. Nesteen molekyyleillä tai atomeilla on suurempi keskimääräinen energia, koska ne liikkuvat, värisevät ja pyörivät suuremmilla nopeuksilla. Tämä johtaa molekyylien välisen tilan lisääntymiseen ja siten tilavuuden lisääntymiseen (vaikka näin ei ole vedessä).

Kuten kiinteässä aineessa, molekyylit ovat pienemmässä järjestyksessä, niillä ei ole liikkumisessa vapauksia, ja niillä on alhaisempi keskimääräinen energia. Jotta kiinteä-neste -vaihto tapahtuisi, kiinteän aineen molekyylien tai atomien täytyy värisyttää suuremmilla nopeuksilla absorboimalla lämpöä.

Kun ne värisevät, ne erottavat joukon molekyylejä, jotka tulevat yhteen muodostamaan ensimmäinen pisara. Ja niin, fuusio ei ole vain kuumuuden vaikutuksesta johtuvan kiinteän aineen sulaminen. Mitä korkeampi lämpötila on, sitä nopeammin kiinteä aine sulautuu.

Erityisesti fuusio voi antaa tien tunneleiden ja huokosten muodostumiselle kiinteässä aineessa. Tämä voidaan osoittaa erityisellä kokeilulla lapsille.

Kiinteät seokset ja emulsiot sulavat

Jäätelö

Fuusio tarkoittaa aineen tai seoksen sulamista lämpöä käyttäen. Termiä on kuitenkin käytetty myös muiden aineiden sulattamiseen, jotka eivät luokitella tiukasti kiintoaineiksi: emulsiot.

Ihanteellinen esimerkki jäätelöstä. Ne ovat pakastetun veden emulsioita (ja joissakin, kiteytyneitä), ilmaa ja rasvoja (maito, kerma, kaakao, voi jne.).

Jäätelö sulaa tai sulaa, koska jää ylittää sulamispisteensä, ilma alkaa paeta ja neste päätyy vetämään loput sen osat.

Jäätelön kemia on äärimmäisen monimutkainen, ja se edustaa kiinnostusta ja uteliaisuutta fuusion määritelmää harkittaessa.

Makea ja suolaista jäätä

Muiden kiinteiden seosten osalta ei voida asianmukaisesti puhua sulamispisteestä analyyttisiin tarkoituksiin; toisin sanoen se ei ole ratkaiseva kriteeri yhden tai useamman aineen tunnistamiseksi. Seoksessa, kun komponentti sulaa, muut voivat liueta nestefaasiin, joka on vinosti vastakkainen fuusioon.

Esimerkiksi jää-sokeri-suolan kiinteä seos sulaa kokonaan, kun jää sulaa. Koska sokeri ja suola liukenevat hyvin veteen, se liukenee ne, mutta se ei tarkoita, että sokeri ja suola ovat sulaneet.

esimerkit

Keittiössä

Joitakin yleisiä esimerkkejä fuusiosta löytyy keittiön sisältä. Leikkurit, suklaat, kumit ja muut makeiset sulavat, jos he saavat suoraan auringon lämpöä tai jos ne on lukittu kuumiin tiloihin. Joitakin makeisia, kuten vaahtokarkkeja, sulatetaan tarkoituksellisesti niiden makujen parhaaksi nauttimiseksi.

Monet reseptit osoittavat, että yhden tai useamman ainesosan täytyy ensin sulaa ennen niiden lisäämistä. Juusto, rasva ja hunaja (hyvin viskoosi) kuuluvat myös näiden ainesosien joukkoon.

Koristeissa

Tiettyjen tilojen ja esineiden koristeluun käytetään metalleja, lasia ja keramiikkaa, joissa on erilaiset mallit. Nämä koristeet ovat nähtävissä rakennuksen terassilla, joidenkin seinien kiteissä ja mosaiikkeissa tai jewelriesin sisällä myytävissä esineissä..

Kaikki koostuvat materiaaleista, jotka sulavat hyvin korkeissa lämpötiloissa, joten niiden täytyy ensin sulaa tai pehmentää töihin ja antaa heille halutut muodot.

Siellä työskentelet hehkulampulla, sillä seppä tekee aseita, työkaluja ja muita esineitä. Fuusio sallii myös seosten saamisen, kun hitsataan kaksi tai useampia metalleja eri massasuhteissa.

Sulasta lasista voit luoda koristeita, kuten hevosia, joutsenia, miehiä ja naisia, matkamuistoja jne..

Luonnossa

Tärkeimmät esimerkit luonteeltaan fuusioista ovat nähtävissä jäävuorien sulamisessa; laavassa kivien seos, jonka sulattaa tulivuoren sisäinen voimakas lämpö; ja planeetan kuoressa, jossa nestemäisten metallien läsnäolo on vallitseva, erityisesti rautaa.

Useimpien aineiden sulamispisteet

Seuraavassa on luettelo tavallisista aineista, joiden sulamispisteet ovat:

-Jää, 0ºC

-Parafiini, 65,6 ° C

-Suklaat, 15,6-36,1 ºC (huomaa, että se on lämpötila-alue, koska suklaata sulaa alhaisemmissa tai korkeammissa lämpötiloissa)

-Palmitiinihappo, 63 ° C

-Agar, 85 ° C

-Fosfori, 44ºC

-Alumiini, 658 ° C

-Kalsium, 851 ºC

-Kulta, 1083 ° C

-Kupari, 1083 ° C

-Rauta, 1530 ° C

-Elohopea, -39ºC (se on nestemäinen huoneenlämpötilassa)

-Metaanikaasu, -182 ºC

-Etanoli, -117 ° C

-Grafiittihiili, 4073 ° C

-Timanttihiili, 4096 ° C

Kuten voidaan nähdä, metalleilla on metalli- sidostensa vuoksi korkeimmat sulamispisteet. Hiili kuitenkin voittaa ne huolimatta kovalenttisista sidoksista, mutta hyvin stabiileilla molekyylijärjestelyillä.

Pienillä ja apolaarisilla molekyyleillä, kuten metaanikaasulla ja etanolilla, ei ole riittävän voimakkaita vuorovaikutuksia pysyä kiinteässä tilassa huoneenlämpötilassa..

Loput, molekyylien välisten vuorovaikutusten vahvuus kiinteässä aineessa voidaan päätellä mittaamalla sen sulamispiste. Kiinteän aineen, joka tukee kuumentavaa lämpötilaa, on oltava erittäin vakaa.

Yleensä apolaarisilla kovalenttisilla kiinteillä aineilla on alhaisemmat sulamispisteet kuin polaariset, ioniset ja metalliset kovalenttiset kiintoaineet.

Kokeile selittää lasten ja nuorten fuusio

Värikkäät jääkuvat

Tämä on ehkä yksi taiteellisimmista ja yksinkertaisimmista kokeista selittää fuusiota lapsille. Tarvitset:

-Joitakin ruokia siten, että niiden jäädyttämisessä ne muodostavat kupolit

-Suuri lokero, jolla varmistetaan pinta, jossa voit sulattaa jäätä aiheuttamatta tuhoa

-Suola (voi olla halvin markkinoilla)

-Kasvivärit ja pisara tai lusikka niiden lisäämiseksi

Kun jääkuvat on saatu ja asetettu alustalle, niiden pinnalle lisätään suhteellisen pieni määrä suolaa. Suolan ainoa kosketus jään kanssa aiheuttaa vesistöjä, jotka kastelevat lokeron.

Tämä johtuu siitä, että jäällä on suuri affiniteetti suolaa kohtaan ja liukeneminen tapahtuu, jonka sulamispiste on alhaisempi kuin jään.

Seuraavaksi kupareihin lisätään muutama tippa väriainetta. Väri tunkeutuu kupolin ja kaikkien sen huokosten tunneleihin sen sulamisen ensimmäisenä seurauksena. Tuloksena on värikäs karnevaali, joka jää kiinni jäästä.

Lopuksi väriaineet sekoitetaan alustan veteen, jolloin pienet katsojat saavat toisen visuaalisen ilmeen.

Lämpökaappi

Ohjattua lämpötilaa sisältävän kaapin sisällä voidaan asettaa joukko aineita lämmönkestäviin astioihin. Tämän kokeen tarkoituksena on osoittaa teini-ikäisille, että jokaisella aineella on oma sulamispiste.

Mitkä aineet voidaan valita? Loogisesti metallit tai suolat voivat päästä kaapiin, koska ne sulavat yli 500 ° C: n lämpötiloissa (kaappi sulaisi).

Siksi aineiden luettelosta voitaisiin valita ne, jotka eivät ylitä 100 ° C: ta, esimerkiksi: elohopea (olettaen, että kaappi voidaan jäähdyttää alle -40 ° C: n lämpötilassa), jää, suklaa, parafiini ja palmitiinihappo.

Teini-ikäiset (ja myös lapset) katsovat elohopean muuttuvan metalliseksi mustaksi nesteeksi; ja sitten valkoisen jään, suklaapatukoiden, palmitiinihapon ja lopuksi parafiinikynttilän sulaminen.

Sen selittämiseksi, miksi parafiini sulaa korkeammissa lämpötiloissa kuin suklaa, on tarpeen analysoida sen rakenteita.

Jos sekä parafiini että palmitiinihappo ovat orgaanisia yhdisteitä, entisen tulisi koostua raskaammasta molekyylistä tai polaarisemmasta molekyylistä (tai molemmista samanaikaisesti). Selitys tällaisista havainnoista voidaan jättää opiskelijoille kotitehtäväksi.

viittaukset

1. Van't Hul J. (24. heinäkuuta 2012). Sulattaa jäätieteen kokeilemalla suolaa ja nestemäisiä vesivärejä. Haettu osoitteesta artfulparent.com
2. Tobin, Declan. (2018). Hauskoja faktoja lasten sulamispisteestä. Helppo tiede lapsille. Haettu osoitteesta easyscienceforkids.com
3. Sarah. (11. kesäkuuta 2015). Yksinkertainen tiedekokemus lapsille: mikä sulaa auringossa? Frugal hauskaa pojille ja tytöille. Haettu osoitteesta frugalfun4boys.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning.
5. H2G2. (3. lokakuuta 2017). Joidenkin tavallisten aineiden sulamispisteet. Haettu osoitteesta h2g2.com
6. Avoin yliopisto. (3. elokuuta 2006). Sulamispisteet. Haettu osoitteesta: open.edu
7. Lumen, kemia muille kuin isoille. (N.D.). Sulamispiste. Haettu osoitteesta courses.lumenlearning.com
8. Gillespie, Claire. (13. huhtikuuta 2018). Mitkä tekijät vaikuttavat sulamispisteeseen? Sciencing. Haettu osoitteesta: sciencing.com