Fusion i vad den består av, exempel och experiment



den fusion det är tillståndsförändringen från fast till flytande för ett ämne i ett temperaturområde. Om ämnet har en hög grad av renhet, motsvarar marginalen en specifik temperatur: smältpunkten. Och när det finns en viss grad av föroreningar, representeras smältpunkten av ett intervall (till exempel 120-122ºC).

Det är en av de vanligaste fysiska processerna i naturen. De fasta ämnena absorberar värme och höjer temperaturen tills de första vätskedropparna börjar bildas. Därefter följer andra droppar den första, och medens allt fast material inte har smält, är temperaturen konstant.

Varför? Eftersom all värme konsumeras för att producera mer flytande, istället för att värma den senare. Därför har fastämnet och vätskan samma temperatur och existerar i jämvikt. Om värmeförsörjningen är konstant, slutar balansen att flytta till den fullständiga vätskevätskan.

Av denna anledning, när en stalaktit is börjar att fjädra, en gång initierade tillståndsändring, inte hamnar inte ha omvandlas till flytande vatten. I bilden ovan kan man se att även iskristaller flyter inuti en hängande droppe.

Fastställande av smältpunkten för en okänd substans är ett utmärkt test för att identifiera den (om inte innehålla många föroreningar).

Det avslöjar också hur starka interaktionerna mellan molekylerna som utgör det fasta ämnet. medan grunden vid högre temperaturer, desto starkare kommer dess intermolekylära krafter att vara.

index

  • 1 Vad består fusionen av??
    • 1.1 Smälter av fasta blandningar och emulsioner
  • 2 exempel
    • 2.1 i köket
    • 2.2 I prydnaderna
    • 2.3 I naturen
  • 3 Fusionspunkter av de vanligaste ämnena
  • 4 Experiment för att förklara fusionen för barn och ungdomar
    • 4.1 Färgglada iskupoler
    • 4.2 Termisk skåp
  • 5 referenser

Vad består fusionen av??

Fusionen består av en förändring av tillståndet från fast till flytande. Molekyler eller atomer i vätskan har en högre medeleffekt, när de rör sig, vibrera och rotera vid högre hastigheter. Detta skapar leder till en ökning av intermolekylär utrymme och således en ökning i volym (men inte så med vatten).

Liksom i det fasta materialet är molekylerna i ett mer kompakt arrangemang, saknar de friheter i sin rörelse, och de har en lägre genomsnittlig energi. För att fast-vätsketransitionen skall ske måste molekylerna eller atomerna i det fasta materialet vibrera vid högre hastigheter genom att absorbera värme.

När de vibrerar separerar de en uppsättning molekyler som kommer samman för att bilda den första droppen. Och så är fusionen inget annat än en smältning av det fasta materialet som orsakas av effekten av värme. Ju högre temperaturen desto snabbare fusion av fastämnet.

Särskilt kan fusionen ge väg till bildandet av tunnlar och porer i det fasta materialet. Detta kan demonstreras genom ett eget experiment för barn.

Smälter av fasta blandningar och emulsioner

Glassen

Fusion avser smältning av en substans eller blandning genom värme. Emellertid har termen också använts för att hänvisa till smältning av andra ämnen som inte strikt klassificerats som fast substans: emulsioner.

Det ideala exemplet ligger i glass. De är emulsioner av fruset vatten (och i vissa, kristalliserade), med luft och fetter (mjölk, grädde, kakao, smör etc.).

Glass smälter eller smälter eftersom isen överskrider sin smältpunkt, luften börjar fly och vätskan slutar att dra resten av dess komponenter.

Kemin för glass är extremt komplex och representerar en intressepunkt och nyfikenhet när man överväger definitionen av fusion.

Söt och salt is

Med avseende på andra fasta blandningar kan man inte korrekt tala om en smältpunkt för analytiska ändamål; det vill säga det är inte ett avgörande kriterium att identifiera en eller flera ämnen. I en blandning, när en komponent smälter, kan de andra lösas i vätskefasen, som är diagonalt motsatt en fusion.

Till exempel smälter en fast blandning av issocker-salt helt när isen smälter. Eftersom socker och salt är mycket lösliga i vatten kommer det att lösa upp dem, men det betyder inte att socker och salt har smält.

exempel

I köket

Några vanliga exempel på fusion finns i köket. Smör, choklad, tuggummi och andra sötsaker smälter om de mottar solens värme direkt, eller om de är låsta i heta utrymmen. Några godis, som marshmallows, smälts avsiktligt för bästa smak av deras smaker.

Många recept anger att en eller flera ingredienser måste smälta innan de tillsätts. Ostar, fetter och honung (väldigt visköst) är också bland dessa ingredienser.

I prydnader

Att dekorera vissa utrymmen och föremål används metaller, glas och keramik med olika konstruktioner. Dessa prydnader kan ses på terrassen på en byggnad, i kristaller och mosaik av vissa väggar, eller i artiklarna till försäljning inuti smycken.

Alla består av material som smälter vid mycket höga temperaturer, så de måste först smälta eller mjuka till jobbet och ge dem önskade former.

Det är här då där du arbetar med det varma järn, liksom de smeder vid tillverkning av vapen, verktyg och andra föremål. Dessutom möjliggör fusionen erhållandet av legeringarna vid svetsning av två eller flera metaller i olika massproportioner.

Från smält glas kan du skapa dekorativa figurer som hästar, svanar, män och kvinnor, reseminnen etc..

I naturen

De viktigaste exemplen på fusion i naturen kan ses vid smältning av isbergen; i lavan smälte en blandning av stenar av den intensiva värmen inuti vulkanerna; och i jordens jordskorpa, där närvaron av flytande metaller dominerar, särskilt järn.

Smältpunkter av de vanligaste ämnena

Nedan följer en lista över vanliga ämnen med respektive smältpunkter:

-Is, 0ºC

-Paraffin, 65,6 ° C

-Choklad, 15,6-36,1ºC (observera att det är ett temperaturområde, eftersom det finns choklad som smälter vid lägre eller högre temperaturer)

-Palmitinsyra, 63 ° C

-Agar, 85ºC

-Fosfor, 44ºC

-Aluminium, 658ºC

-Kalcium, 851 ° C

-Guld, 1083ºC

-Koppar, 1083ºC

-Järn, 1530ºC

-Kvicksilver, -39ºC (det är flytande vid rumstemperatur)

-Metangas, -182ºC

-Etanol, -117ºC

-Grafitkol, 4073ºC

-Diamant kol, 4096ºC

Som det framgår har metaller generellt, på grund av sina metallbindningar, de högsta smältpunkterna. Kol övervinnar dem trots att de har kovalenta bindningar, men med mycket stabila molekylära arrangemang.

Små och apolära molekyler, såsom metangas och etanol, har inte tillräckligt starka interaktioner för att förbli i fast tillstånd vid rumstemperatur.

För övrigt kan styrkan hos intermolekylära interaktioner inom det fasta materialet härledas genom mätning av dess smältpunkt. Ett fast ämne som stöder brännande temperaturer måste ha en mycket stabil struktur.

Vanligtvis, kovalenta opolära fasta substanser har lägre smältpunkter än fast polär, jonisk och kovalent metall.

Experiment för att förklara fusionen för barn och ungdomar

Färgglada iskupoler

Detta är kanske ett av de mest konstnärliga och enkla experimenten för att förklara fusion till barn. Du behöver:

-Några rätter, på ett sådant sätt att när de fryser vattnet i dem bildar dom domäner

-Ett stort bricka för att säkerställa en yta där du kan smälta isen utan att orsaka kaos

-Salt (kan vara det billigaste på marknaden)

-Vegetabiliska färgämnen och en droppare eller sked för att lägga till dem

När iskuporna har erhållits och placerats på brickan sättes en relativt liten mängd salt till deras yta. Den enda kontakten av saltet med isen, kommer att orsaka floder av vatten som kommer att blötlägga brickan.

Detta beror på att isen har en hög affinitet för salt, och en upplösning sker vars smältpunkt är lägre än isen.

Därefter läggs några droppar färgämnen till kupolerna. Färgen kommer att tränga igenom tunneln i kupolen och alla dess porer, som de första konsekvenserna av dess smältning. Resultatet är en färgstark karneval fångad inuti isen.

Slutligen blandas färgämnena i brickans vatten, vilket ger ett annat visuellt spektakel till de små åskådarna.

Värmeskåp

Inuti ett skåp med kontrollerad temperatur kan en serie ämnen placeras i värmebeständiga behållare. Syftet med detta experiment är att visa tonåringar att varje substans har sin egen smältpunkt.

Vilka ämnen kan väljas? Logiskt kan metaller eller salter komma in i skåpet, eftersom de smälter vid temperaturer över 500 ° C (skåpet smälter).

Därför kan en förteckning över ämnen välja dem som inte överstiger 100 ° C, till exempel, kvicksilver (förutsatt att skåpet kan kylas under -40 ° C), is choklad, palmitinsyra och paraffin.

Tonåringar (och barn också) skulle titta på kvicksilver förvandlas till en metallisk svart vätska; och sedan smältning av vit is, chokladstänger, palmitinsyra och slutligen paraffinstearin.

För att förklara varför paraffin smälter vid högre temperaturer än choklad, kommer det att vara nödvändigt att analysera dess strukturer.

Om både palmitinsyra och paraffin behandlas organiska föreningar, bör det första bestå av en tyngre eller mera polär molekyl (eller båda samtidigt) molekyl. Att ge en förklaring till sådana observationer kan lämnas som läxor till studenterna.

referenser

  1. Van't Hul J. (24 juli 2012). Smältande isvetenskap Experiment med salt och flytande akvareller. Hämtad från: artfulparent.com
  2. Tobin, Declan. (2018). Roliga fakta om smältpunkt för barn. Enkel vetenskap för barn. Hämtad från: easyscienceforkids.com
  3. Sarah. (11 juni 2015). Enkelt vetenskapsexperiment för barn: Vad smälter i solen? Frugal kul för pojkar och tjejer. Hämtad från: frugalfun4boys.com
  4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
  5. h2g2. (3 oktober 2017). Smältpunkter av vissa vanliga ämnen. Hämtad från: h2g2.com
  6. Open University. (3 augusti 2006). Smältpunkter. Hämtad från: open.edu
  7. Lumen, Kemi för icke-majors. (N.D.). Smältpunkt Hämtad från: courses.lumenlearning.com
  8. Gillespie, Claire. (13 april 2018). Vilka faktorer påverkar smältpunkten? Sciencing. Hämtad från: sciencing.com