ฟิวชั่นในสิ่งที่ประกอบด้วยตัวอย่างและการทดสอบ

การผสม เป็นการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวสำหรับสารในช่วงอุณหภูมิ หากสารมีความบริสุทธิ์ระดับสูงระยะขอบจะสอดคล้องกับอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจง: จุดหลอมเหลว และเมื่อมีสิ่งเจือปนในระดับหนึ่งจุดหลอมเหลวจะแสดงด้วยช่วง (ตัวอย่างเช่น120-122ºC).

มันเป็นหนึ่งในกระบวนการทางกายภาพที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ ของแข็งดูดซับความร้อนและเพิ่มอุณหภูมิจนกระทั่งหยดแรกของของเหลวเริ่มก่อตัว จากนั้นหยดอื่น ๆ จะตามมาก่อนและในขณะที่ของแข็งทั้งหมดยังไม่ละลายอุณหภูมิจะคงที่.

ทำไม? เพราะความร้อนทั้งหมดถูกใช้ไปเพื่อผลิตของเหลวมากขึ้นแทนที่จะใช้ความร้อนหลัง ดังนั้นของแข็งและของเหลวจึงมีอุณหภูมิและการอยู่ร่วมกันในสภาวะสมดุล หากการจ่ายความร้อนคงที่ความสมดุลก็จะเปลี่ยนไปสู่การก่อตัวของของเหลวอย่างสมบูรณ์.

ด้วยเหตุนี้เมื่อหินย้อยน้ำแข็งเริ่มละลายในฤดูใบไม้ผลิเมื่อการเปลี่ยนแปลงสถานะเริ่มขึ้นมันจะไม่สิ้นสุดจนกว่าจะกลายเป็นน้ำของเหลว ในภาพด้านบนจะเห็นได้ว่าแม้ผลึกน้ำแข็งจะลอยอยู่ภายในหยดน้ำที่ห้อยลงมา.

การหาจุดหลอมเหลวของสารที่ไม่รู้จักเป็นการทดสอบที่ยอดเยี่ยมในการระบุ (ตราบใดที่ไม่มีสิ่งเจือปนจำนวนมาก).

นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่งของปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลที่ประกอบเป็นของแข็ง ในขณะที่ตั้งที่อุณหภูมิสูงขึ้นแรงของโมเลกุลจะแข็งแกร่งขึ้น.

ดัชนี

• 1 การควบรวมกิจการประกอบด้วยอะไร??
  • 1.1 ละลายของผสมที่เป็นของแข็งและอิมัลชัน
• 2 ตัวอย่าง
  • 2.1 ในครัว
  • 2.2 ในการตกแต่ง
  • 2.3 ในลักษณะ
• 3 จุดรวมตัวของสารที่พบมากที่สุด
• 4 การทดลองเพื่ออธิบายการหลอมรวมสำหรับเด็กและวัยรุ่น
  • 4.1 โดมน้ำแข็งสีสันสดใส
  • 4.2 ตู้เก็บความร้อน
• 5 อ้างอิง

การควบรวมกิจการประกอบด้วยอะไร??

ฟิวชั่นประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว โมเลกุลหรืออะตอมในของเหลวมีพลังงานเฉลี่ยสูงกว่าเนื่องจากเคลื่อนที่สั่นและหมุนด้วยความเร็วสูง สิ่งนี้ส่งผลให้มีการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ระหว่างโมเลกุลและดังนั้นปริมาณที่เพิ่มขึ้น (แม้ว่าจะไม่ใช่ในกรณีที่มีน้ำ).

ในของแข็งโมเลกุลมีขนาดเล็กกว่าพวกเขาขาดเสรีภาพในการเคลื่อนไหวและมีพลังงานเฉลี่ยต่ำกว่า สำหรับการเปลี่ยนสถานะของแข็ง - ของเหลวโมเลกุลหรืออะตอมของของแข็งจะต้องสั่นด้วยความเร็วสูงโดยการดูดซับความร้อน.

เมื่อพวกเขาสั่นพวกมันจะแยกโมเลกุลที่รวมตัวกันเพื่อสร้างหยดแรก ฟิวชั่นก็ไม่ได้เป็นอะไรมากไปกว่าการหลอมของของแข็งที่เกิดจากผลของความร้อน ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าใดฟิวชั่นของของแข็งก็จะเร็วขึ้น.

โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟิวชั่นสามารถหลีกเลี่ยงการก่อตัวของอุโมงค์และรูขุมขนภายในของแข็ง สิ่งนี้สามารถแสดงให้เห็นได้ผ่านการทดลองเฉพาะสำหรับเด็ก.

ละลายของผสมที่เป็นของแข็งและอิมัลชัน

ไอศกรีม

ฟิวชั่นหมายถึงการละลายของสารหรือส่วนผสมด้วยความร้อน อย่างไรก็ตามคำนี้ยังใช้เพื่ออ้างถึงการละลายของสารอื่น ๆ ที่ไม่ได้จำแนกอย่างเคร่งครัดว่าเป็นของแข็ง: อิมัลชัน.

ตัวอย่างที่ดีที่สุดคือไอศครีม พวกเขาเป็นอิมัลชันของน้ำแช่แข็ง (และในบางส่วนตกผลึก) กับอากาศและไขมัน (นมครีมโกโก้เนย ฯลฯ ).

ไอศกรีมละลายหรือละลายเนื่องจากน้ำแข็งเกินกว่าจุดหลอมเหลวของอากาศเริ่มที่จะหลบหนีและของเหลวจะกลายเป็นส่วนที่เหลือลากส่วนประกอบที่เหลือ.

เคมีของไอศกรีมมีความซับซ้อนมากและแสดงถึงจุดสนใจและความอยากรู้เมื่อพิจารณาถึงคำจำกัดความของการหลอมรวม.

หวานและเค็มน้ำแข็ง

ด้วยความเคารพต่อของแข็งผสมอื่น ๆ เราไม่สามารถพูดถึงจุดหลอมเหลวได้อย่างถูกต้องสำหรับจุดประสงค์ในการวิเคราะห์ นั่นคือมันไม่ใช่เกณฑ์ชี้ขาดที่จะระบุสารหนึ่งหรือหลายอย่าง ในส่วนผสมเมื่อส่วนประกอบละลายส่วนอื่นสามารถละลายในเฟสของเหลวซึ่งเป็นแนวทแยงมุมตรงข้ามกับฟิวชั่น.

ตัวอย่างเช่นส่วนผสมที่เป็นของแข็งของน้ำแข็งน้ำตาลเกลือจะละลายอย่างสมบูรณ์ทันทีที่น้ำแข็งละลาย เนื่องจากน้ำตาลและเกลือละลายในน้ำมากมันจะละลาย แต่ไม่ได้หมายความว่าน้ำตาลและเกลือละลาย.

ตัวอย่าง

ในห้องครัว

ตัวอย่างทั่วไปของการหลอมรวมอยู่ในห้องครัว Butters, ช็อคโกแลต, หมากฝรั่งและขนมอื่น ๆ ละลายถ้าพวกเขาได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์โดยตรงหรือถ้าพวกเขาถูกล็อคในพื้นที่ร้อน ขนมบางอย่างเช่นมาร์ชเมลโลว์ละลายโดยเจตนาเพื่อให้ได้รสชาติที่ดีที่สุด.

สูตรอาหารหลายอย่างระบุว่าส่วนผสมอย่างน้อยหนึ่งส่วนผสมจะต้องละลายก่อนเพิ่ม เนยแข็งไขมันและน้ำผึ้ง (มีความหนืดมาก) อยู่ในส่วนผสมเหล่านี้.

ในการตกแต่ง

เพื่อตกแต่งช่องว่างและวัตถุบางอย่างจะใช้โลหะแก้วและเซรามิกส์ที่มีการออกแบบที่แตกต่างกัน การตกแต่งเหล่านี้สามารถมองเห็นได้บนระเบียงของอาคารในคริสตัลและกระเบื้องโมเสคของผนังบางส่วนหรือในบทความสำหรับการขายภายในเครื่องประดับ.

ทั้งหมดประกอบด้วยวัสดุที่หลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงมากดังนั้นพวกเขาจะต้องละลายหรือทำให้อ่อนลงก่อนที่จะทำงานและให้พวกเขาในรูปแบบที่ต้องการ.

นี่คือที่ที่คุณทำงานกับเหล็กร้อนระอุเช่นช่างตีเหล็กทำในการผลิตอาวุธเครื่องมือและวัตถุอื่น ๆ นอกจากนี้การหลอมจะช่วยให้ได้รับโลหะผสมเมื่อทำการเชื่อมโลหะสองชิ้นขึ้นไปในสัดส่วนมวลที่ต่างกัน.

จากแก้วหลอมเหลวคุณสามารถสร้างรูปปั้นตกแต่งเช่นม้าหงส์ผู้ชายและผู้หญิงความทรงจำในการเดินทาง ฯลฯ.

ในธรรมชาติ

ตัวอย่างหลักของการหลอมรวมในธรรมชาติสามารถเห็นได้ในการละลายของภูเขาน้ำแข็ง; ในลาวาส่วนผสมของหินละลายโดยความร้อนที่รุนแรงภายในภูเขาไฟ และในเปลือกโลกซึ่งการปรากฏตัวของโลหะเหลวโดยเฉพาะเหล็ก.

จุดหลอมเหลวของสารที่พบบ่อยที่สุด

ต่อไปนี้เป็นรายการของสารทั่วไปที่มีจุดหลอมเหลวที่เกี่ยวข้อง:

-น้ำแข็ง0ºC

-พาราฟิน, 65.6 ° C

-ช็อคโกแลต, 15.6-36.1ºC (โปรดทราบว่ามันเป็นช่วงอุณหภูมิเพราะมีช็อคโกแลตที่ละลายที่อุณหภูมิต่ำหรือสูงกว่า)

-กรด Palmitic, 63 ° C

-วุ้น, 85ºC

-ฟอสฟอรัส44ºC

-อลูมิเนียม, 658ºC

-แคลเซียม851ºC

-ทอง, 1,083ºC

-ทองแดง, 1,083ºC

-เหล็ก1530ºC

-ปรอท, -39ºC (เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง)

-ก๊าซมีเทน, -182ºC

-เอทานอล, -117ºC

-กราไฟท์คาร์บอน4073ºC

-เพชรคาร์บอน4096ºC

ดังที่เห็นได้ทั่วไปโลหะเนื่องจากพันธะโลหะมีจุดหลอมเหลวสูงที่สุด อย่างไรก็ตามถ่านหินสามารถเอาชนะพวกเขาได้แม้จะมีพันธะโควาเลนต์ แต่มีการจัดเรียงโมเลกุลที่เสถียรมาก.

โมเลกุลขนาดเล็กและ apolar เช่นก๊าซมีเทนและเอธานอลไม่มีปฏิกิริยาที่รุนแรงเพียงพอที่จะคงอยู่ในสถานะของแข็ง ณ อุณหภูมิห้อง.

สำหรับส่วนที่เหลือความแข็งแรงของการโต้ตอบระหว่างโมเลกุลภายในของแข็งสามารถอนุมานได้โดยการวัดจุดหลอมละลาย ของแข็งที่รองรับอุณหภูมิที่แผดเผาจะต้องมีโครงสร้างที่มั่นคงมาก.

โดยทั่วไปของแข็ง apolar โควาเลนต์มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าของแข็งโควาเลนท์อิออนและโลหะ.

การทดลองเพื่ออธิบายการหลอมรวมสำหรับเด็กและวัยรุ่น

โดมน้ำแข็งสีสันสดใส

นี่อาจเป็นหนึ่งในการทดลองทางศิลปะและเรียบง่ายที่สุดในการอธิบายการผสมผสานกับเด็ก ๆ คุณต้องการ:

-อาหารบางชนิดในแบบที่เมื่อแช่แข็งน้ำในพวกเขาพวกเขาฟอร์มโดม

-ถาดขนาดใหญ่เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวที่คุณสามารถละลายน้ำแข็งโดยไม่ทำให้เกิดความเสียหาย

-เกลือ (อาจถูกที่สุดในตลาด)

-สีย้อมผักและหยดหรือช้อนเพื่อเพิ่มพวกเขา

เมื่อโดมน้ำแข็งได้รับและวางบนถาดจำนวนเล็กน้อยของเกลือจะถูกเพิ่มเข้าไปในพื้นผิวของพวกเขา การสัมผัสเกลือเพียงอย่างเดียวกับน้ำแข็งจะทำให้เกิดแม่น้ำหลายสายที่ทำให้ถาดเปียก.

นี่เป็นเพราะน้ำแข็งมีความสัมพันธ์สูงกับเกลือและเกิดการละลายซึ่งจุดหลอมเหลวต่ำกว่าน้ำแข็ง.

ถัดไปหยดสีไม่กี่หยดจะถูกเพิ่มเข้าไปในโดม สีจะแทรกซึมเข้าไปในอุโมงค์ของโดมและรูขุมขนทั้งหมดซึ่งเป็นผลมาจากการหลอมละลายครั้งแรก ผลที่ได้คืองานรื่นเริงที่มีสีสันติดอยู่ภายในน้ำแข็ง.

ในที่สุดสีย้อมจะถูกผสมลงในน้ำของถาดเพื่อให้เห็นภาพอีกครั้งกับผู้ชมขนาดเล็ก.

ตู้เก็บความร้อน

ภายในตู้ที่มีอุณหภูมิควบคุมสามารถวางชุดของสารต่างๆไว้ในภาชนะที่ทนความร้อนได้ วัตถุประสงค์ของการทดลองนี้เพื่อแสดงให้วัยรุ่นเห็นว่าสารแต่ละตัวมีจุดหลอมเหลวของตัวเอง.

สารใดสามารถเลือกได้ เหตุผลโลหะหรือเกลือสามารถเข้าสู่ตู้เนื่องจากพวกเขาละลายที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 ° C (ตู้จะละลาย).

ดังนั้นจากรายการของสารที่สามารถเลือกได้ที่ไม่เกิน 100 ° C ตัวอย่างเช่น: ปรอท (สมมติว่าตู้เย็นด้านล่าง -40 ° C), น้ำแข็ง, ช็อคโกแลต, พาราฟินและกรด Palmitic.

วัยรุ่น (และเด็ก ๆ ด้วย) จะดูปรอทกลายเป็นของเหลวสีดำโลหะ จากนั้นก็ละลายน้ำแข็งสีขาวแท่งช็อคโกแลตกรด Palmitic และในที่สุดเทียนพาราฟิน.

เพื่ออธิบายว่าทำไมพาราฟินจึงละลายที่อุณหภูมิสูงกว่าช็อคโกแลตจึงจำเป็นต้องวิเคราะห์โครงสร้าง.

หากทั้งพาราฟินและกรดปาล์มิกเป็นสารประกอบอินทรีย์อดีตควรประกอบด้วยโมเลกุลที่หนักกว่าหรือโมเลกุลขั้วโลกมากกว่า (หรือทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกัน) การให้คำอธิบายเกี่ยวกับข้อสังเกตดังกล่าวอาจถูกทิ้งไว้เพื่อทำการบ้านให้กับนักเรียน.

การอ้างอิง

1. Van't Hul J. (24 กรกฎาคม 2012) การทดลองวิทยาศาสตร์น้ำแข็งละลายด้วยเกลือและของเหลวสีน้ำ สืบค้นจาก: artfulparent.com
2. โทบินเดคลัน (2018) ข้อเท็จจริงที่สนุกสนานเกี่ยวกับจุดหลอมเหลวสำหรับเด็ก วิทยาศาสตร์ง่าย ๆ สำหรับเด็ก ดึงมาจาก: easyscienceforkids.com
3. ซาร่าห์ (11 มิถุนายน 2558) การทดลองวิทยาศาสตร์อย่างง่าย ๆ สำหรับเด็ก: อะไรละลายในดวงอาทิตย์ สนุกกระเหม็ดกระแหม่สำหรับเด็กหญิงและเด็กชาย ดึงมาจาก: frugalfun4boys.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (8th ed.) CENGAGE การเรียนรู้.
5. h2g2 (3 ตุลาคม 2017) จุดหลอมเหลวของสารทั่วไปบางชนิด ดึงมาจาก: h2g2.com
6. มหาวิทยาลัยเปิด (3 สิงหาคม 2549) จุดหลอมเหลว ดึงจาก: open.edu
7. Lumen เคมีสำหรับวิชาเอกที่ไม่ใช่วิชาเอก ( N.d. ) จุดหลอมเหลว สืบค้นจาก: courses.lumenlearning.com
8. กิลเลสปีแคลร์ (13 เมษายน 2018) ปัจจัยอะไรที่ส่งผลต่อจุดหลอมเหลว Sciencing สืบค้นจาก: sciencing.com