Pytanie:
Czy wszystkie substancje mogą być przechłodzone?
Asker123
2015-06-05 03:45:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czy przy optymalnych warunkach możemy przechłodzić dowolny związek, czy może przechłodzić można tylko wodę i określony zestaw innych? Jeśli nie, dlaczego?

Dwa odpowiedzi:
albapa
2015-06-05 04:04:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Przechłodzenie jest zjawiskiem ogólnym i nie ogranicza się do żadnej konkretnej substancji, chociaż stopień przechłodzenia może być różny. Idea termodynamiki polega na tym, że w temperaturze topnienia energia swobodna ciała stałego i cieczy jest równa, a niższa temperatura będzie sprzyjać tworzeniu się ciała stałego.

Jednak gdy występuje tylko ciecz, najpierw będzie musiał utworzyć małe jądro krystaliczne, które nie jest tak stabilne jak ciało stałe w masie, tj. ma wyższą swobodną energię. Zasadniczo jest to bariera kinetyczna, która zapobiega tworzeniu się ciała stałego.

Energia formowania się takiego jądra będzie zależała od energii międzyfazowej układu kryształ-ciecz. W substancji, w której tej wolnej energii międzyfazowej jest bardzo mało, nie będzie zbyt dużego przechłodzenia.

Jon Custer
2015-06-05 04:10:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tak zwane „rurki kropelkowe” były używane od dziesięcioleci do badania szybkości zarodkowania w funkcji temperatury przechłodzonych stopionych kropel (głównie) metali w próżni lub w środowisku obojętnym. Przykładem (wprawdzie starym) jest „Przegląd rur z długimi kroplami jako uzupełnienie / alternatywa dla eksperymentów kosmicznych”, R. J. Bayuzick i in., Advances in Space Research 4 (5) 85-90 (1984). Badania nukleacji przechłodzonych półprzewodników (Si i Ge) były również przedmiotem badań w latach 80-tych. Googlingh „drop tube recalescence” znajdzie więcej. Ogólnie rzecz biorąc, powiedziałbym, że literatura jest dość pełna przechłodzenia wielu różnych materiałów.

Warto zauważyć, że przechłodzenie cieczy jest znacznie łatwiejsze niż przegrzanie ciała stałego - problem polega na tym, że zdecydowanie nie symetryczny w ogólnym przypadku. Różnica między zarodkowaniem krytycznej objętości ciała stałego w kropli cieczy nie jest tym samym, co zainicjowanie stopienia na powierzchni ciała stałego, gdzie występują niezadowalające wiązania z powodu granicy faz.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...