TOP STORIES TOP VIDEOS Web TV Αρθρογραφια Περιβάλλον & Ενέργεια

Kρυστάλλωση και Λανθάνουσα Θερμότητα Πήξης

Πρίν από λίγες ημέρες είδαμε ένα πολύ ωραίο βίντεο , το οποίο σκέφτηκα ότι θα αποτελούσε μια καλή ιδέα για να γράψουμε λίγα λόγια γιατί συμβαίνει αυτό το φαινόμενο . Βέβαια δεν γνωρίζουμε αν το μπουκάλι περιέχει νερό ή κάποιο άλλο υγρό ή διάλυμα. Όπως θα εξηγήσουμε παρακάτω το φαινόμενο αυτό μπορεί να συμβεί σε υπέρκορο διάλυμα κάτω από ειδικές συνθήκες

Απο τη φυσική του σχολείου είχαμε μάθει σε µερικές περιπτώσεις είναι δυνατό ένα υλικό να βρίσκεται σε διαφορετική φάση από εκείνη την οποία καθορίζουν η θερµοκρασία και η πίεση. Αποσταγµένο νερό, π.χ., από το οποίο έχει αφαιρεθεί ο αέρας και στο οποίο ασκείται κανονική εξωτερική πίεση, µπορεί να ψυχθεί σε θερµοκρασία χαµηλότερη των 0 °C χωρίς να µετατραπεί σε πάγο ή αντίστοιχα να θερµανθεί σε θερµοκρασία µεγαλύτερη από 100 °C χωρίς να εξαερωθεί. Tο πρώτο φαινόµενο ονοµάζεται υπέρτηξη ή υπέρψυξη, ενώ το δεύτερο υπερθέρµανση και το υγρό υπέρθερµο.  Ένα πολύ συνηθισμένο παράδειγμα αυτού του φαινομένου βρίσκεται καθημερινά μπροστά μας στη μετεωρολογία όπου τα σύννεφα σε μεγάλο υψόμετρο αποτελούν ένα σύνολο υπερψυχρών σταγονιδίων νερού τα οποία βρίσκονται κάτω από το σημείο πήξης τους. Αλλάζει όμως απότομα η κατάστασή τους όταν βρεθούν οι κατάλληλοι πυρήνες συμπύκνωσης 

ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΣΤΙΣ ΑΛΛΑΓΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΩΝ ΟΥΣΙΩΝ Η ΤΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΗ.

Γενικότερα όλες οι καθαρές ουσίες στη φύση έχουν τη δυνατότητα να αλλάζουν κατάσταση. Τα στερεά μπορούν να μετατραπούν σε υγρά (ο πάγος σε νερό) και τα υγρά μπορούν να μετατραπούν σε αέρια (το νερό σε ατμό), αλλά τέτοιου είδους αλλαγές απαιτούν την προσθήκη ή την αφαίρεση θερμότητας. Η θερμότητα που προκαλεί αυτές τις αλλαγές ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα. Η λανθάνουσα θερμότητα, ωστόσο, δεν επηρεάζει τη θερμοκρασία μιας ουσίας – για παράδειγμα, το νερό παραμένει στους 100 °C ενόσω βράζει. Η θερμότητα που προστίθεται για να διατηρηθεί ο βρασμός του νερού είναι λανθάνουσα θερμότητα. Συνεπώς η  θερμότητα που επιφέρει αλλαγή στην κατάσταση αλλά δεν επιφέρει καμία αλλαγή στη θερμοκρασία ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα. Η κατανόηση αυτής της διαφοράς είναι θεμελιώδης για την κατανόηση του λόγου για τον οποίο χρησιμοποιείται ψυκτικό υγρό στα συστήματα ψύξης.

Για να δούμε όμως τι συμβαίνει σε διάφορα διαλύματα όπως μας παρουσιάζει ο καθηγητής από μια παράδοση μαθήματος στο ΕΠΑΛ Ρεθύμνου κ. Μ. Τσίγκρης. Φρεσκάραμε λοιπόν τις γνώσεις μας και θυμηθήκαμε ότι λανθάνουσα θερμότητα είναι η θερμότητα που απορροφάται ή εκλύεται όταν μία ουσία αλλάζει κατάσταση. Αν το υλικό μεταβαίνει από τη την υγρή στη στερεά φάση, το ποσό θερμότητας που πρέπει να αφαιρεθεί από το υγρό ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα πήξης και αποδίδεται στο περιβάλλον υπό την ίδια σταθερή θερμοκρασία και πίεση. Η θερμότητα αυτή γίνεται εμφανής με την αύξηση της θερμοκρασίας του δοχείου που την περιέχει .

Please accept YouTube cookies to play this video. By accepting you will be accessing content from YouTube, a service provided by an external third party.

YouTube privacy policy

If you accept this notice, your choice will be saved and the page will refresh.

Αυτό συμβαίνει και στο αρχικό μας βίντεο .  Η θερμότητα αποδίδεται στο περιβάλλον και σχηματίζεται ο “θερμός πάγος” που είδαμε πάνω στην άμμο . Τώρα η επιλογή αυτού που έφτιαξε το αρχικό βίντεο πάνω σε ” άμμο της Σαουδικής Αραβίας ” – όπως γράφουν πολλοί ακόλουθοί του-  ή η δική μου αναφορά “μες το κατακαλόκαιρο” , έχουν γίνει προφανώς για να κεντρίσουν το ενδιαφέρον των αναγνωστών μας !

ΠΩΣ ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ ΚΑΙ ΕΜΕΙΣ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ

Για να κάνουμε το παραπάνω πείραμα χρειαζόμεστε 1. Νερό 2. Οξικό Νάτριο (στερεό) 3. Ποτήρι ζέσεως 4. Γκαζάκι

Bάζουµε στο ποτήρι 100ml νερού. Ζεσταίνουµε το νερό µέχρι να αρχίσει να βράζει ρίχνοντας σιγά σιγά 180 gr του στερεού οξικού νατρίου. Μη σας φαίνεται περίεργο. Το νερό στους 100 ο C διαλύει όλη αυτή την ποσότητα του άλατος. Κατεβάζουµε το ποτήρι από τη φωτιά και το αφήνουµε να κρυώσει. Στο στάδιο αυτό δεν πρέπει να αναταράξουµε το διάλυµα. Με τον τρόπο αυτόν δηµιουργείται ένα υπέρκορο διάλυµα οξικού νατρίου, το οποίο περιµένει την κατάλληλη αφορµή για να αρχίσει να κρυσταλλώνεται.

Ρίχνουµε στο διάλυµα ένα µικρό κοµµατάκι στερεού οξικού νατρίου ή το αναταράσσουµε λίγο με ένα καλαμάκι  και απολαµβάνουµε το υπέροχο θέαµα που είδαμε . Το διάλυµα στερεοποιείται θερµαίνοντας ταυτόχρονα το δοχείο επειδή το φαινόµενο είναι εξώθερµο. (Θερµός πάγος). Αν ζεστάνουµε τον «θερµό πάγο» αυτός «λιώνει» και µπορεί να ξαναχρησιµοποιηθεί.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ

  1. Αν δεν έχουµε Οξικό Νάτριο µπορούµε να φτιάξουµε χρησιµοποιώντας σόδα φαγητού (διττανθρακικό νάτριο) και ξύδι. 84 gr σόδας αντιδρούν µε 750 gr ξιδιού 8% και παράγουν 82 gr οξικού νατρίου διαλυµένου σε νερό. Βράζουµε κατόπιν το διάλυµα για αρκετή ώρα ώστε να εξατµιστεί το νερό.

2. Το διάλυµα γίνεται υπέρκορο επειδή η διαλυτότητα του οξικού νατρίου στη θερµοκρασία περιβάλλοντος είναι περίπου 130 gr άλατος στα 100 gr νερού.

Πηγές : https://sites.google.com/site/sksmechanology/chapters/thermodynamics/th-lanthanousa-thermoteta

http://ekfe.ser.sch.gr/site/index.php/en/

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *