11 joulukuun, 2021

Onko kaikilla kiinteillä aineilla sulamispiste? Onko esimerkiksi jossain vaiheessa, kun puusta, paperinpalasta tai muusta hiilipohjaisesta kiinteästä aineesta tulee nestettä?

kysymys #531
previous / next

esittäjä: Jamie Antoun

vastaus

ei siinä mielessä, että materiaalin on säilytettävä samanlainen kemiallinen rakenne ja sitten vaihdettava vaiheesta toiseen, kaikilla kiinteillä aineilla ei ole sulamispistettä.
monilla materiaaleilla, esimerkiksi paperilla, alkaa tapahtua kemiallisia reaktioita ympäröivien materiaalien kanssa lämpötilan noustessa ennen faasimuutosta, kun paperi syttyy liekkeihin (yhdistyessään ilmakehän Happeen) noin 450 F-asteessa.tyhjiössäkin monet materiaalit alkavat hajota kemiallisesti ennen kuin ne ehtivät vaihtaa faasia. Olettaisin, että monimutkainen seos suuria orgaanisia molekyylejä, kuten puuta, käy läpi erilaisia katabolisia reaktioita ensin makromolekyyleinä ja sitten pienemmät molekyylit saivat tarpeeksi aktivaatioenergiaa hajoaakseen yksinkertaisemmiksi, vähemmän energisiksi (ts. alempi entalpia) rakenneosia, kauan ennen kuin nämä molekyylit kykenivät muuttamaan faasia.
vastasi: Rob Landolfi, luonnontieteen Opettaja, Washington, DC
kaikki tavalliset kiintoaineet käyvät tyypillisesti läpi yhden kolmesta muunnostyypistä kuumennettaessa:

  • muuttuminen kiinteästä olomuodosta nestemäiseksi esimerkiksi metallin, vahan tai jään lämmetessä sen sulamispisteeseen tai ominaislämpötilaan, jossa sulaminen tapahtuu.
  • muuttuu suoraan kiinteästä aineesta kaasuksi sublimaatioprosessissa. Esimerkki sublimaatiosta tapahtuu kuivajään (jäätyneen hiilidioksidin) kanssa, kun se altistuu huoneenlämmölle, tai rikin kanssa, kun sitä kuumennetaan vähitellen syttymättä.
  • hajoaminen, joka on kuumennettavan materiaalin kemikaalien hajoamista. Hajoamista tapahtuu monissa yleisissä orgaanisissa seoksissa ja yhdisteissä, kuten elintarvikkeissa, puussa tai paperissa. Nämä aineet eivät yleensä sula tai nesteydy näkyvällä tavalla, vaikka jotkin niistä syntyvät kemikaalit tai hajoamistuotteet sulavat ja sekoittuvat jäljelle jääneeseen hiilipitoiseen massaan. Jos hajonnutta massaa kuumennetaan edelleen, on olemassa lämpötila, jossa kaikki läsnä olevat kemikaalit joko sulavat tai ylevät.

on olemassa olosuhteita, joissa jotkin aineet voivat joko sublimoitua sulamisen sijaan tai nesteytyä sublimoitumisen sijaan. Yleisiä esimerkkejä ovat jään Sublimoituminen tyhjiössä pakastekuivauksen aikana tai rikin nesteytyminen (sulaminen) korkeassa paineessa.
hapen läsnäololla on dramaattinen vaikutus orgaanisten aineiden kuumenemiseen. Ilmassa kuumennettaessa useimmat kasvi-tai eläinaineet hajoavat osittain ja sitten syttyvät ja muuttuvat palamistuotteiksi lähinnä vedeksi ja hiilidioksidiksi. Jäljelle jäävä tuhka on suolojen ja oksidien seosta, joka sulaa korkeissa lämpötiloissa.
vastannut: Scott Wilber, presidentti, ComScire-Quantum World Corporation

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.