Bod tání a tlak: 5 faktů, které byste měli vědět

Existuje tolik otázek, například jak tlak souvisí s bodem tání? Proč to ovlivňuje bod tání? Na to vše se chystáme odpovědět.

Specifická teplota, při které se pevná látka mění v kapalinu, je známá jako její bod tání. Protože látka má větší hustotu v pevném stavu ve srovnání s hustotou v kapalném stavu, ve většině případů je pozorováno, že teplota tání stoupá, když se zvyšuje teplota.

Ale voda v tomto ukazuje výjimku. V případě vody při zvýšení tlaku bod tání ledu ubývá. Teplo by mělo být přiváděno do pevné látky, aby se zkapalnilo. Toto teplo se označuje jako teplo tání. Teplota tání pevné látky ukazuje, že změna gibbsovy volné energie je nulová.

Ale hodnoty změny entalpie (∆H) a změny entropie (∆S) rostou (∆G=0,∆H>0,∆S>0). Podmínkou pro roztavení pevné látky je, že její gibbsova volná energie v pevné fázi by měla být větší než volná gibbsova energie v kapalné fázi. termodynamicky,

∆S= ∆H/T kde T znamená teplotu bodu tání

Vztah teploty tání a tlaku

Mezi teplotou tání a tlakem existuje společný vztah, to znamená, že teplota tání je u většiny materiálů přímo úměrná tlaku. Velmi častým důvodem je, že když je pevný materiál vyvíjen tlakem, je v přírodě hustší a kompaktnější.

Proto potřebuje více energie k roztavení. To znamená, že je třeba také zvýšit teplotu, která je zodpovědná za tání této pevné látky. To znamená, že se také zvyšuje bod tání tohoto materiálu.

Mění se bod tání s tlakem a jak?

Existuje LeChatelierův princip, který se zabývá tlakem, který je vnějším fyzikálním stavem hmoty. Uvádí, že když se změní vnější fyzikální stav hmoty, bude mít tendenci ukončit rovnováhu systému.

Poté se systém snaží zvyknout si na změny, ke kterým došlo. Když se pevná látka zahřeje, její molekuly se od sebe vzdalují.

Jak se mezimolekulární prostor mezi molekulami zvětšuje v důsledku poklesu mezimolekulární přitažlivé síly, pevná látka přechází do kapalného stavu. V případě ledu se při zahřívání rozpustí ve vodu.

LeChateliorův princip nám tedy může pomoci pochopit, jak vliv tlaku na led může změnit bod tání. Rovnováhu získá systém ledové vody v dolním bodě, když se tlak na led zvýší. Všichni víme, že objem ledu je menší než objem ledu. Led tedy zabírá méně místa než voda.

Mezi tlakem a teplotou tání ledu existuje inverzní vztah, který je všem známý. Takže když se tlak na led zvyšuje, jeho objem se více zmenšuje. Proto také klesá bod tání ledu. To znamená, že v případě systému s ledovou vodou je bod tání nepřímo úměrný tlaku.

Proč tlak ovlivňuje teplotu tání?

Pomocí fázového diagramu můžeme popsat příčinu tlaku ovlivňujícího teplotu tání pevné látky. Tento diagram nám pomůže ukázat závislost přechodu na teplotě a tlaku.

V diagramu plynná fáze zůstává ve spodní části, kde zůstává nízký tlak. Pevná fáze zůstává v levé části diagramu, kde je teplota nízká a kapalina zůstává mezi pevnou a plynnou fází.

Trojitý bod se týká bodu, ve kterém pevná, kapalná a plynná fáze zůstávají v rovnováze. Kapalná fáze zůstává v tomto bodě stabilní. Teplota tání většiny pevných látek je v diagramu označena plnou zelenou čarou.

Závislost teploty tání na tlaku je mnohem nižší než závislost teploty varu na tlaku. To se děje proto, že objemová změna při přechodu pevné látky na kapalinu je velmi nevýznamná.

Když se tlak zvýší, zvýší se také bod tání, protože většina kapalin má menší hustotu než pevné látky.

Tečkovaná zelená čára výše fázový diagram udává bod tání z vody. Případ vody je výjimkou, protože voda je hustší než led. Zvýšení tlaku má za následek snížení bodu tání ledu.

Vztah tlaku par a bodu tání

Bod tání pevné látky a tlak její páry mezi nimi udržuje pozitivní vztah. To znamená, že když se tlak par zvyšuje, zvyšuje se také bod tání pevné látky.

Vztah mezi atmosférickým tlakem a teplotou tání

Vztah mezi atmosférickým tlakem a teplotou tání je kladný. To znamená, že zvýšení tlaku na pevnou látku přináší zvýšení teploty tání této pevné látky. Všichni víme, že když se pevná látka změní na kapalinu, získá větší objem.

V kapalném stavu se intermolekulární přitažlivá síla mezi molekulami snižuje, a proto se zvětšuje mezimolekulární prostor mezi molekulami. To zase zvyšuje hlasitost.

Takže pokud je na pevnou látku aplikován tlak, stává se pro ni obtížnější přejít do kapalného stavu, protože tlak činí strukturu pevné látky kompaktnější a hustší. Proto je obtížné překonat mezimolekulární přitažlivou sílu a zkapalnit se.

To je důvod, proč teplota tání se zvyšuje při zvýšeném tlaku.

Vztah mezi tlakem a teplotou tání ledu

Systém ledové vody vykazuje výjimku ze vztahu tlaku a bodu tání. V případě tohoto systému je sklon mezi bodem tání a tlakem záporný, protože bod tání ledu klesá, když je na něj aplikován tlak.

Proč investovat do čističky vzduchu?

V tomto článku společné vztah mezi teplotou tání a tlak a jeho výjimky byly popsány jednoduchými a srozumitelnými slovy.

Také čtení:

• Bod varu a tlak 2
• Příklad částečného tlaku 2
• Mění se viskozita s tlakem
• Příklad osmotického tlaku
• Příklad dynamického tlaku
• Příklad tlaku oceánu
• Příklad relativního tlaku
• Příklad měření tlaku
• Tlak par vs bod varu
• Tlak v dynamické rovnováze