Smeltpunt en druk: 5 feite wat u moet weet


Daar is soveel vrae soos hoe druk verband hou met smeltpunt? Hoekom beïnvloed dit smeltpunt? Ons gaan al hierdie antwoorde gee.

Die spesifieke temperatuur waarteen 'n vaste stof in vloeistof verander, staan ​​bekend as sy smeltpunt. Aangesien 'n stof meer digtheid in die vaste toestand het in vergelyking met die digtheid in die vloeibare toestand, so word in die meeste gevalle waargeneem dat die smeltpunt styg wanneer temperatuur styg.

Maar water toon 'n uitsondering hierop. In die geval van water wanneer druk verhoog die smeltpunt van die ys afneem. Hitte moet aan 'n vaste stof verskaf word om dit vloeibaar te maak. Hierdie hitte word verwys na die hitte van samesmelting. Die smeltpunt van 'n vaste stof toon dat die verandering in gibbs vrye energie nul is.

Maar die waardes van verandering in entalpie(∆H) en verandering in entropie(∆S) neem toe (∆G=0,∆H>0,∆S>0). Die voorwaarde vir 'n vastestof om gesmelt te word, is dat sy gibbs vrye energie by die vaste fase groter moet wees as die gibbs vrye energie by die vloeistoffase. Termodinamies,

∆S= ∆H/T waar T die temperatuur van die smeltpunt aandui

Smeltpunt en drukverhouding

Daar is 'n gemeenskaplike verband tussen smeltpunt en druk, dit wil sê smeltpunt is direk eweredig aan die druk in die geval van die meeste van die materiale. 'n Baie algemene rede daarvoor is wanneer druk op 'n soliede materiaal toegepas word, dit maak dit digter en kompaker van aard.

Dit het dus meer energie nodig om gesmelt te word. Dit beteken dat die temperatuur wat verantwoordelik is vir die smelt van daardie vastestof ook verhoog moet word. Dit beteken dat die smeltpunt van daardie materiaal ook toeneem.

Verander smeltpunt met druk en hoe?

Daar is 'n LeChatelier se beginsel wat handel oor druk wat die eksterne fisiese toestand van die saak is. Dit stel dat wanneer 'n eksterne fisiese toestand van 'n saak verander, dit 'n neiging sal hê om 'n einde te maak aan die ewewig van die sisteem.

Dan probeer die stelsel gewoond raak aan die veranderinge wat plaasgevind het. Wanneer 'n vaste stof verhit word, gaan sy molekules van mekaar af weg.

Soos die intermolekulêre spasie tussen die molekules toeneem as gevolg van die afname van die intermolekulêre aantrekkingskrag, verander die vaste stof in die vloeibare toestand. In die geval van ys, word dit in water gesmelt wanneer dit verhit word.

Daarom kan LeChatelior se beginsel ons help om te verstaan ​​hoe die effek van druk op ys die smeltpunt kan verander. Ewewig sal verkry word deur die yswaterstelsel by die onderste punt namate die druk op ys verhoog word. Ons weet almal dat die volume ys laer is as die volume ys. Daarom neem die ys minder spasie as die water in beslag.

Daar is 'n omgekeerde verband tussen die druk en die smeltpunt van ys wat aan almal bekend is. So wanneer die druk op die ys toeneem, neem die volume daarvan meer af. Daarom neem die smeltpunt van ys ook af. Dit beteken dat in die geval van 'n yswaterstelsel die smeltpunt omgekeerd eweredig is aan die druk.

Waarom beïnvloed druk smeltpunt?

Met behulp van 'n fasediagram kan ons die rede beskryf waarom druk die smeltpunt van 'n vaste stof beïnvloed. Hierdie diagram sal ons help om die afhanklikheid van die oorgang van temperatuur en druk beide aan te toon.

smeltpunt en druk
Fasediagram van water uit Wikipedia

In die diagram bly die gasfase by die onderste gedeelte waar die druk laag bly. Vaste fase bly aan die linkerkant van die diagram waar die temperatuur laag is en die vloeistof tussen die vastestof en die gasfase bly.

Drievoudige punt verwys na 'n punt waar vaste, vloeibare en gasfases in ewewig bly. Vloeistoffase bly op hierdie stadium stabiel. Smeltpunt van meeste van die vaste stowwe word deur die soliede groen lyn in die diagram aangedui.

Die afhanklikheid van smeltpunt van die druk is baie laer as die afhanklikheid van kookpunt van die druk. Dit gebeur omdat die volumeverandering in vastestof na vloeistofoorgang baie onbeduidend is.

Wanneer die druk hoog word, word die smeltpunt ook verhoog aangesien die meeste van die vloeistowwe minder digtheid as die vaste stowwe het.

Die groen stippellyn hierbo fasediagram dui die smeltpunt aan van water. Die geval van water is 'n uitsondering aangesien water digter is as ys. Die toename in druk lei tot 'n afname in die smeltpunt van ys.

Dampdruk- en smeltpuntverwantskap

Die smeltpunt van 'n vaste stof en sy dampdruk handhaaf 'n positiewe verhouding tussen hulle. Dit beteken dat wanneer dampdruk toeneem, die smeltpunt van 'n vaste stof ook toeneem.

Verwantskap tussen atmosferiese druk en smeltpunt

Die verband tussen die atmosferiese druk en die smeltpunt is positief. Dit beteken dat verhoging van druk op 'n vaste stof 'n verhoging van smeltpunt van daardie vaste stof bring. Ons weet almal dat wanneer 'n vaste stof in vloeistof verander, dit meer volume verkry.

In die vloeibare toestand neem die intermolekulêre aantrekkingskrag tussen die molekules af en dus neem die intermolekulêre spasie tussen die molekules toe. Dit verhoog weer die volume.

As druk dus op 'n vaste stof toegepas word, word dit moeiliker vir dit om in die vloeibare toestand te verander, aangesien druk die struktuur van die vaste stof meer kompak en digter maak. Daarom word dit moeilik om die intermolekulêre aantrekkingskrag te oorkom en vloeibaar te word.

Dit is die rede waarom die smeltpunt word verhoog wanneer druk verhoog word.

Verwantskap tussen druk en smeltpunt van ys

Die yswaterstelsel toon 'n uitsondering op die druk- en smeltpuntverwantskap. In die geval van hierdie stelsel is die helling tussen die smeltpunt en druk negatief aangesien die smeltpunt van ys afneem wanneer druk daarop toegepas word.

Gevolgtrekking

In hierdie artikel die algemene verband tussen smeltpunt en druk en die uitsondering daarvan is albei in eenvoudige en verstaanbare woorde beskryf.

Ankita Biswas

Hi...ek is Ankita Biswas. Ek het my B.Sc in fisika Honneurs en my M.Sc in Elektronika gedoen. Tans werk ek as 'n Fisika-onderwyser in 'n Hoër Sekondêre Skool. Ek is baie entoesiasties oor die hoë-energie fisika veld. Ek is mal daaroor om ingewikkelde fisika-konsepte in verstaanbare en eenvoudige woorde te skryf. Kom ons koppel deur LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/ankita-biswas-b95785230

Onlangse plasings