59. Испарение, сублимация, плавление и кристаллизация. Аморфные тела.

В жидкостях и твёрдых телах всегда имеется некоторое число молекул, энергия которых достаточна для преодоления притяжения к другим молекулам и которые способны оторваться от поверхности жидкости или твёрдых тел. Этот процесс для жидкости называется испарением (парообразованием), а для твёрдых тел сублимация (возгонка). Скорость испарения зависит от: 1) Плотности поверхности жидкости. 2) Температуры. 3) Движения молекул над поверхностью жидкости или газа. 4) Род вещества.

Для большинства твёрдых тел процесс сублимации при обычной температуре незначителен. Интенсивно сублимируют такие твёрдые вещества как нафталин. Особенно интенсивно сублимация происходит в вакууме.

Если твёрдое тело нагревать, то его внутренняя энергия, которая складывается из энергии колеб. частиц в узлах решетки, и энергия взаимодействия этих частиц возрастает. При повышении температуры амплитуда колебаний частиц увеличивается до тех пор, пока кристаллическая решётка не разрушится – твёрдое тело плавится.

Н а рисунке изображ. примерная зависимость Т от Q, где Q – количество теплоты, полученное телом при нагревании. По мере сообщения твёрдому телу теплоты, его температура повышается, а при Т плавления начинается переход тела из твёрдого состояния в жидкое. Т плавления остаётся постоянной до тех пор, пока весь кристалл не расплавится, и только тогда уже температура жидкости вновь начинает повышаться. Нагревание твёрдого тела происходит до Т плавления, поскольку энергия частиц вещества должна быть достаточной для разрушения кристаллической решётки. В процессе плавления теплота, сообщаемая веществу идёт на совершение работы  Т плавления = const до полного расплавления.

К оличество теплоты необходимое для расплавления 1 кг. твёрдого вещества называется удельной теплотой плавления. Если жидкость охлаждать, то процесс будет протекать в обратном направлении.

Q' – количество теплоты, отдаваемое телом при кристаллизации.

Сначала Т жидкости понижается, затем, при постоянной температуре, равной Т плавления начинается кристаллизация, после её завершения Т кристал. начинает понижаться. Для кристаллизации вещества необходимо наличие так называемых центров кристаллизации - кристаллических зародышей, которыми могут быть не только кристаллики, но и примеси. Отсутствие центров кристаллизации в чистой жидкости затрудняет образование кристалликов и вещество, оставаясь в жидком состоянии, охлажд. до температуры, меньшей Т кристаллизации. При этом образуется переохлажденная жидкость.

При сильном переохлаждении начинается спонтанное образование центров кристаллизации и вещество кристаллизуется.

Обычно, переохлаждение кристалла происходит от долей до десятков градусов. Но для ряда веществ – до сотен градусов.

Из-за большой вязкости сильно переохлаждённая жидкость теряет текучесть и похожа на твёрдое тело. Эти тела получили название аморфных твёрдых тел (смола, стекло, воск) Для аморфных тел характерен ближний порядок в расположении частиц, где отсутствует дальний порядок. Особенностью аморфных тел является отсутствие у них определённой точки плавления, т.е. невозможно указать определенную температуру, выше которой можно было бы констатировать жидкое состояние, а ниже твёрдое.