Har alle faste stoffer et smeltepunkt? Er der for eksempel et punkt, når et træ, et stykke papir eller andet kulstofbaseret fast stof bliver en væske?
spurgt af: Jamie Antoun
svar
Nej I den forstand, at et materiale skal opretholde en identisk kemisk sammensætning og derefter skifte fra en fase til en anden, ikke alle faste stoffer har et smeltepunkt.
mange materialer, for eksempel papir, vil begynde at have kemiske reaktioner med omgivende materialer, når temperaturen stiger, før en faseændring, da papir vil briste i flamme (ved at kombinere med atmosfærisk ilt) ved omkring 450 grader F. selv i et vakuum vil mange materialer begynde kemisk nedbrydning, før de kan ændre fase. Jeg ville forvente, at en kompleks blanding af store organiske molekyler som træ gennemgår forskellige kataboliske reaktioner som første makromolekyler, og derefter fik mindre molekyler nok aktiveringsenergi til at bryde ned i enklere, mindre energiske (dvs. lavere entalpi) bestanddele, længe før disse molekyler var i stand til at ændre fase.
besvaret af: Rob Landolfi, videnskabslærer, USA, DC
alle almindelige faste stoffer vil typisk gennemgå en af tre typer transformationer, når de opvarmes:
- ændring fra et fast stof til en flydende tilstand, såsom når et metal, voks eller is opvarmes til dets smeltepunkt eller den specifikke temperatur, ved hvilken smeltning finder sted.
- ændring direkte fra et fast stof til en gas i en proces kendt som sublimering. Et eksempel på sublimering forekommer med tøris (frosset kulsyre), når den udsættes for stuetemperatur, eller svovl, når den opvarmes gradvist uden at blive antændt.
- nedbrydning, som er en opdeling af kemikalierne i det materiale, der opvarmes. Nedbrydning forekommer i mange almindelige organiske blandinger og forbindelser såsom fødevarer, træ eller papir. Disse materialer smelter eller flyder normalt ikke på en synlig måde, selvom nogle af de resulterende kemikalier eller nedbrydningsprodukter smelter og blandes med den resterende carbonholdige masse. Hvis den dekomponerede masse opvarmes yderligere, er der en temperatur, hvor alle de tilstedeværende kemikalier enten smelter eller sublimerer.
der er betingelser, under hvilke nogle materialer enten kan blive sublimt i stedet for at smelte eller flydende i stedet for sublimering. Almindelige eksempler er sublimering af is under vakuum under frysetørring eller flydende (smeltning) af svovl under højt tryk.
tilstedeværelsen af ilt vil have en dramatisk effekt på opvarmning af organiske materialer. Når de opvarmes i luft, vil de fleste plante-eller dyrestoffer delvist nedbrydes og derefter antændes og omdannes til forbrændingsprodukters mest vand og kulsyre. Asken, der er tilbage, er en blanding af salte og iltstoffer, der smelter ved høje temperaturer.
besvaret af: Scott Vilber, præsident, ComScire-Kvanteverden Corporation