Τι συμβαίνει με τα υλικά όταν ψύχεται;
Φυσικές αλλαγές:
* Μειωμένη κινητική ενέργεια: Τα σωματίδια μέσα στο υλικό κινούνται πιο αργά και έχουν λιγότερη ενέργεια.
* Σύσπαση: Τα περισσότερα υλικά συρρικνώνονται σε όγκο καθώς κρυώσουν επειδή τα σωματίδια κινούνται πιο κοντά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το νερό επεκτείνεται όταν παγώνει, καθώς τα μόρια του νερού σχηματίζουν μια κρυσταλλική δομή που καταλαμβάνει περισσότερο χώρο.
* Αλλαγές στην κατάσταση: Η ψύξη μπορεί να προκαλέσει αλλαγή στην κατάσταση της ύλης.
* Αέριο σε υγρό (συμπύκνωση)
* Υγρό έως στερεό (κατάψυξη)
* Αλλαγές στην ηλεκτρική αγωγιμότητα: Ορισμένα υλικά γίνονται καλύτεροι αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας όταν ψύχονται, ενώ άλλα γίνονται χειρότερα.
* Αλλαγές στις μαγνητικές ιδιότητες: Ορισμένα υλικά γίνονται μαγνητικά όταν ψύχονται, ενώ άλλα χάνουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες.
Χημικές αλλαγές:
* πιο αργούς ρυθμούς αντίδρασης: Οι χημικές αντιδράσεις γενικά επιβραδύνουν καθώς η θερμοκρασία μειώνεται επειδή τα σωματίδια συγκρούονται λιγότερο συχνά και με λιγότερη ενέργεια.
* Αλλαγές στη χημική ισορροπία: Η ψύξη μπορεί να μετατοπίσει την ισορροπία μιας αναστρέψιμης χημικής αντίδρασης.
Ειδικά παραδείγματα:
* νερό: Όταν ψύχεται, το νερό γίνεται πυκνότερο μέχρι να φτάσει τους 4 ° C. Στη συνέχεια επεκτείνεται ελαφρώς μέχρι να παγώσει στους 0 ° C.
* μέταλλα: Τα περισσότερα μέταλλα συμβάλλουν όταν ψύχεται, γίνονται πυκνότερα.
* καουτσούκ: Το καουτσούκ γίνεται πιο εύθραυστο και λιγότερο ευέλικτο όταν ψύχεται.
* γυαλί: Το γυαλί γίνεται πιο εύθραυστο όταν κρυώσει.
* Βιολογικά υλικά: Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν ένα στενό εύρος θερμοκρασίας στο οποίο μπορούν να επιβιώσουν. Η ακραία ψύξη μπορεί να βλάψει τα κύτταρα και τους ιστούς.
Εξαιρέσεις:
* νερό: Όπως αναφέρθηκε, το νερό επεκτείνεται όταν παγώνει, λόγω του σχηματισμού δεσμών υδρογόνου.
* Ορισμένα κράματα: Ορισμένα κράματα, όπως το InvAR (κράμα νικελίου-σιδήρου), έχουν πολύ χαμηλά συντελεστές θερμικής διαστολής, πράγμα που σημαίνει ότι αλλάζουν πολύ λίγο σε μέγεθος όταν ψύχονται.
* SuperConductors: Ορισμένα υλικά γίνονται υπεραγωγοί σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, που σημαίνει ότι έχουν μηδενική ηλεκτρική αντίσταση.
Σημείωση: Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα της ψύξης εξαρτώνται από το υλικό και το εύρος θερμοκρασίας που εμπλέκονται.
