Σύντηξη

Η σύντηξη, επίσης γνωστή ως τήξη, είναι μια φυσική διαδικασία που προκαλεί μια ουσία να μεταβεί από τη στερεά της κατάσταση στην υγρή της κατάσταση, γνωστή και ως μετάβαση φάσης. Συνήθως, αυτό συμβαίνει όταν αυξάνεται η εσωτερική ενέργεια ενός στερεού, η οποία επιτυγχάνεται μέσω της εφαρμογής θερμότητας ή πίεσης, η οποία αυξάνει τη θερμοκρασία της ουσίας στο σημείο τήξης. Μόνο σε αυτή τη θερμοκρασία η διατεταγμένη κατάσταση των ιόντων ή των μορίων σε ένα στερεό αποσυντίθεται σε μια λιγότερο διατεταγμένη κατάσταση και το στερεό «λιώνει» και μετατρέπεται σε υγρό.

Η σύντηξη ορίζεται ως η μετατροπή ενός στερεού σε υγρό.

Είναι η μετάβαση μιας ουσίας από στερεά σε υγρή κατάσταση που είναι γνωστή ως σύντηξη. Αυτό είναι ένα φαινόμενο αλλαγής φάσης, που σημαίνει ότι μια ουσία μετατρέπεται από τη μια κατάσταση της ύλης στην άλλη κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.

Ποια είναι η διαδικασία με την οποία λαμβάνει χώρα η σύντηξη;

Η πλειονότητα των στερεών είναι σφιχτά συσκευασμένα σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα, με ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις έλξης μεταξύ των μορίων. Η θερμότητα αναγκάζει την εσωτερική ενέργεια δέσμευσης του κρυσταλλικού πλέγματος να υπερνικηθεί από τη θερμική ενέργεια, με αποτέλεσμα την εξασθένηση των διαμοριακών δυνάμεων έλξης καθώς η θερμότητα περνά μέσα από αυτό. Όταν η δύναμη μεταξύ των μορίων εξασθενεί, προκαλεί αστάθεια στο κρυσταλλικό πλέγμα, αναγκάζοντας τα μόρια να διαχωρίζονται το ένα από το άλλο και να αρχίζουν να κινούνται σε τυχαίες κατευθύνσεις. Η τήξη μιας ουσίας προκαλείται από την αστάθεια της δομής του κρυσταλλικού πλέγματος. Σύμφωνα με την ευρέως αποδεκτή θεωρία της τήξης, όταν η θερμοκρασία μιας ουσίας αυξάνεται αυξάνοντας την παροχή θερμότητας ή αυξάνοντας την πίεση που εφαρμόζεται σε αυτήν, τα μόρια της ουσίας αρχίζουν να δονούνται στις αντίστοιχες θέσεις τους ως απόκριση. Όταν το πλάτος (ή η απόσταση που καλύπτεται) μιας δόνησης είναι μεγαλύτερη από τη διατομική απόσταση μιας ουσίας, προκαλείται αστάθεια δόνησης, η οποία τελικά έχει ως αποτέλεσμα την τήξη της εν λόγω ουσίας.

Σημείο τήξης

Η θερμοκρασία στην οποία ένα στερεό αλλάζει την κατάστασή του από στερεό σε υγρό υπό ατμοσφαιρική πίεση είναι γνωστή ως το σημείο τήξης του στερεού. Αυτή η ισορροπία μεταξύ στερεάς και υγρής φάσης διατηρείται στο σημείο τήξης, πράγμα που σημαίνει ότι σε αυτό το σημείο, τόσο η στερεά όσο και η υγρή κατάσταση υπάρχουν ταυτόχρονα. Το σημείο τήξης μιας ουσίας καθορίζεται από την πίεση της περιβάλλουσας ατμόσφαιρας.

Λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης

Αφού μια ουσία έχει θερμανθεί μέχρι το σημείο τήξης, οποιαδήποτε πρόσθετη θερμότητα εφαρμόζεται μετά από αυτό το σημείο δεν αυξάνει τη θερμοκρασία της ουσίας. Αντίθετα, χρησιμοποιείται εξ ολοκλήρου για την αλλαγή της φάσης της ουσίας από στερεή σε υγρή. Η λανθάνουσα θερμότητα της σύντηξης είναι η θερμότητα που παρέχεται σε ένα στερεό στο σημείο τήξης του όταν αυτό βρίσκεται στο σημείο τήξης του. Ορίζεται ως η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την πλήρη μετατροπή 1 kg ενός στερεού σε υγρό υπό κανονική ατμοσφαιρική πίεση. Ο όρος λανθάνουσα, που σημαίνει κρυμμένος στα λατινικά, χρησιμοποιείται για να περιγράψει αυτή τη θερμότητα επειδή είναι μεταφορικά κρυμμένη επειδή δεν εμφανίζεται στην κλίμακα θερμοκρασίας.

Τα στερεά μπορούν να θερμανθούν μέχρι το σημείο που τα μόρια που συγκρατούν τους δεσμούς τους να διασπαστούν και να σχηματίσουν ένα υγρό, εάν η θερμοκρασία αυξηθεί αρκετά. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα είναι η μετατροπή του στερεού πάγου σε υγρό νερό. Αυτή η διαδικασία, η οποία είναι επίσης γνωστή ως τήξη ή θερμότητα σύντηξης, έχει ως αποτέλεσμα τα μόρια εντός της ουσίας να γίνονται λιγότερο οργανωμένα ως αποτέλεσμα της παραγόμενης θερμότητας. Όταν μια ουσία μεταβαίνει από στερεά σε υγρή κατάσταση, παρατηρείται η μεταβολή της ενθαλπίας (θερμότητα). Η μεταβολή της ενθαλπίας (Η) μιας ουσίας είναι αρνητική όταν μετατρέπεται από τη μια κατάσταση στην άλλη, όπως όταν μετατρέπεται από μια υγρή κατάσταση σε μια άλλη. Η διαδικασία κατάψυξης, όπως είναι κοινώς γνωστό, έχει ως αποτέλεσμα τα μόρια εντός της ουσίας να γίνονται πιο τακτοποιημένα ως αποτέλεσμα της διαδικασίας.

Μετάβαση φάσης πρώτης τάξης

Όσον αφορά τη θερμοδυναμική, η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας G των ουσιών Gibbs είναι μηδέν στο σημείο τήξης, αλλά υπάρχουν μη μηδενικές αλλαγές στην ενθαλπία (Η) και την εντροπία (S), οι οποίες είναι γνωστές ως ενθαλπία σύντηξης (ή λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης) και την εντροπία της σύντηξης, αντίστοιχα. Ως αποτέλεσμα, η τήξη ταξινομείται ως μετάβαση φάσης πρώτης τάξης στο διάγραμμα φάσης. Η τήξη συμβαίνει όταν η ελεύθερη ενέργεια Gibbs του υγρού είναι χαμηλότερη από την ελεύθερη ενέργεια Gibbs του στερεού για ένα δεδομένο υλικό. Η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει αυτό καθορίζεται από την πίεση στο περιβάλλον.

Συμπέρασμα

Στη Φυσική, η σύντηξη ορίζεται ως η μετάβαση μιας ουσίας από τη στερεά της κατάσταση στην υγρή της κατάσταση. Αυτό είναι ένα φαινόμενο μετάβασης φάσης, όπως υποδηλώνει το όνομα. Ουσιαστικά, σημαίνει ότι μια ουσία μετατρέπεται από μια κατάσταση ύλης (στερεή) σε μια άλλη (υγρή) κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας (υγρό). Η σύντηξη, είτε με τήξη είτε με οποιοδήποτε άλλο μέσο, ​​είναι μια φυσική κατάσταση που χαρακτηρίζεται από τη μετατροπή μιας ουσίας από στερεή σε υγρή κατάσταση. Ένα αντικείμενο φτάνει στο σημείο τήξης όταν αυξάνεται η εσωτερική ενέργεια του στερεού, κάτι που συνήθως επιτυγχάνεται μέσω της εφαρμογής θερμότητας ή πίεσης, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του αντικειμένου στο σημείο τήξης.