Har alla fasta ämnen en smältpunkt? Finns det till exempel en punkt när ett träd, ett papper eller annat kolbaserat fast ämne blir en vätska?
frågad av: Jamie Antoun
svar
Nej i den meningen att ett material måste behålla en identisk kemisk smink och sedan byta från en fas till en annan, har inte alla fasta ämnen en smältpunkt.
många material, till exempel papper, kommer att börja ha kemiska reaktioner med omgivande material när temperaturen ökar, före en fasförändring, eftersom papper kommer att brista i flamma (genom att kombinera med atmosfäriskt syre) vid cirka 450 grader F. Även i vakuum kommer många material att börja kemisk sönderdelning innan de kan ändra fas. Jag förväntar mig att en komplex blandning av stora organiska molekyler som trä genomgår olika kataboliska reaktioner som första makromolekyler och sedan fick mindre molekyler tillräckligt med aktiveringsenergi för att bryta ner i enklare, mindre energiska (dvs. lägre entalpi) beståndsdelar, långt innan dessa molekyler kunde ändra fas.
besvaras av: Rob Landolfi,vetenskapslärare, Washington, DC
alla vanliga fasta ämnen kommer vanligtvis att gå igenom en av tre typer av transformationer vid uppvärmning:
- ändra från ett fast till ett flytande tillstånd, såsom när en metall, vax eller is upphettas till dess smältpunkt, eller den specifika temperaturen vid vilken smältning sker.
- byter direkt från ett fast ämne till en gas i en process som kallas sublimering. Ett exempel på sublimering sker med torris (frusen koldioxid) när den utsätts för rumstemperatur eller svavel när den värms gradvis utan att antändas.
- nedbrytning, vilket är en brytning av kemikalierna i materialet som värms upp. Nedbrytning sker i många vanliga organiska blandningar och föreningar som livsmedel, trä eller papper. Dessa material smälter eller kondenserar vanligtvis inte på ett synligt sätt, även om vissa av de resulterande kemikalierna eller sönderdelningsprodukterna smälter och blandas med den återstående kolhaltiga massan. Om den sönderdelade massan upphettas ytterligare finns det en temperatur vid vilken alla närvarande kemikalier antingen smälter eller sublima.
det finns förhållanden under vilka vissa material antingen kan orsakas att sublima istället för att smälta eller kondensera istället för att sublimera. Vanliga exempel är sublimering av is under vakuum under frystorkning eller kondensering (smältning) av svavel under högt tryck.
närvaron av syre kommer att ha en dramatisk effekt på uppvärmningen av organiska material. Vid uppvärmning i luft sönderdelas de flesta växt-eller djurämnen delvis och antänds sedan och omvandlas till förbränningsprodukters mestadels vatten och koldioxid. Askan som finns kvar är en blandning av salter och oxider som smälter vid höga temperaturer.
besvaras av: Scott Wilber, VD, ComScire-Quantum World Corporation