EN varmekurve er den grafiske representasjonen av hvordan temperaturen i en prøve varierer som en funksjon av tiden, holder trykket konstant og tilfører varme jevnt, det vil si med en konstant hastighet.
For å konstruere en graf av denne typen tas par av verdier for temperatur og tid, som senere er tegnet ved å plassere temperaturen på den vertikale aksen (ordinat) og tiden på den horisontale aksen (abscissa).
Deretter blir den mest passende kurven montert på disse eksperimentelle punktene, og til slutt oppnås en graf over temperaturen T som en funksjon av tiden t: T (t).
Artikkelindeks
Når det blir oppvarmet, går et stoff gjennom forskjellige tilstander etter hverandre: fra å være et fast stoff kan det bli en damp som nesten alltid passerer gjennom flytende tilstand. Disse prosessene kalles endringer i tilstanden, der prøven øker sin indre energi mens varme tilsettes, som indikert av den molekylære kinetiske teorien..
Når du tilfører varme til en prøve, er det to muligheter:
- Stoffet øker temperaturen siden partiklene omrøres med større intensitet.
- Materialet gjennomgår en faseendring der temperaturen forblir konstant. Tilsetning av varme har den effekten at de til en viss grad svekker kreftene som holder partiklene sammen, så det er lett å gå fra is til flytende vann, for eksempel.
Figur 2 viser de fire tilstandene av materie: fast stoff, væske, gass og plasma, og navnene på prosessene som tillater overgangen mellom dem. Pilene indikerer retningen på prosessen.
Starter med en prøve i fast tilstand, når den smelter går den til flytende tilstand, når den fordamper blir den til gass og gjennom ionisering blir den til plasma.
Det faste stoffet kan omdannes direkte til gass ved fremgangsmåten kjent som sublimering. Det er stoffer som lett sublimerer ved romtemperatur. Den mest kjente er COto eller tørris, samt naftalen og jod.
Mens prøven gjennomgår en endring av tilstanden, forblir temperaturen konstant til den nye tilstanden er nådd. Dette betyr at hvis du for eksempel har en del flytende vann som har nådd kokepunktet, forblir temperaturen konstant til alt vannet har blitt til damp..
Av denne grunn forventes oppvarmingskurven å være sammensatt av en kombinasjon av økende snitt og horisontale snitt, hvor sistnevnte tilsvarer faseendringer. Figur 3 viser en av disse kurvene for et gitt stoff.
I vekstintervallene ab, CD Y ef stoffet er funnet som henholdsvis et fast stoff, væske og gass. I disse områdene øker den kinetiske energien og dermed temperaturen.
I mellomtiden i bc den endrer tilstanden fra fast til væske, derfor eksisterer de to fasene. Slik skjer det i seksjonen fra, der prøven skifter fra væske til gass. Her endres den potensielle energien, og temperaturen forblir konstant.
Den omvendte prosedyren er også mulig, det vil si at prøven kan avkjøles for å suksessere andre stater. I et slikt tilfelle snakker vi om kjølekurve.
Varmekurvene har samme generelle utseende for alle stoffer, selv om de selvfølgelig ikke har de samme tallverdiene. Noen stoffer tar lengre tid enn andre å endre tilstand, og de smelter og fordamper ved forskjellige temperaturer..
Disse punktene er kjent henholdsvis som smeltepunkt og kokepunkt, og er karakteristiske for hvert stoff..
Det er derfor oppvarmingskurvene er veldig nyttige, siden de indikerer den numeriske verdien av disse temperaturene for millioner av stoffer som finnes som faste stoffer og væsker i temperaturområdet som anses som normalt og ved atmosfæretrykk..
I prinsippet er det veldig enkelt: bare legg en prøve av stoffet i en beholder utstyrt med en omrører, sett inn et termometer og varm opp jevnt..
Samtidig aktiveres et stoppeklokke når prosedyren startes, og de tilsvarende temperatur-tidsparene noteres fra tid til annen..
Varmekilden kan være en gassbrenner, med god oppvarmingshastighet, eller en elektrisk motstand som avgir varme når den varmes opp, som kan kobles til en variabel kilde for å oppnå forskjellige krefter..
For større presisjon er det to teknikker som er mye brukt i kjemilaboratoriet:
- Differensiell termisk analyse.
- Differensiell skanningskalorimetri.
De sammenligner temperaturforskjellen mellom prøven som studeres og en annen referanseprøve med høy smeltetemperatur, nesten alltid et aluminiumoksid. Med disse metodene er det lett å finne smelte- og kokepunktene.
Tenk på varmekurvene for vann og jern som vist på figuren. Tidsskalaen er ikke vist, men det er øyeblikkelig å skille smeltetemperaturen for begge stoffene som tilsvarer punkt B i hver graf: for vann 0 ° C, for jern 1500 ° C.
Vann er et universelt stoff, og temperaturområdet som er nødvendig for å se dets endringer i tilstanden er enkelt å oppnå i laboratoriet. Det kreves mye høyere temperaturer for jern, men som nevnt ovenfor, endres ikke formen på grafen vesentlig..
Ved oppvarming av isprøven, ifølge grafen, er vi ved punkt A, ved en temperatur under 0 ° C. Det observeres at temperaturen øker med en konstant hastighet til den når 0 ° C.
Vannmolekylene i isen vibrerer med større amplitude. Når smeltetemperaturen (punkt B) er nådd, kan molekylene allerede bevege seg foran hverandre.
Energien som kommer investeres i å redusere tiltrekningskraften mellom molekylene, slik at temperaturen mellom B og C forblir konstant til all isen har smeltet..
Når vannet er helt i flytende tilstand, øker vibrasjonen av molekylene igjen og temperaturen øker raskt mellom C og D opp til kokepunktet på 100 º C. Mellom D og E forblir temperaturen på den verdien mens energien som kommer sørger for at alt vannet i beholderen fordamper.
Hvis all vanndampen kan være inneholdt i en beholder, kan den fortsette oppvarmingen fra punkt E til punkt F, hvis grense ikke er vist i grafen..
En jernprøve kan gjennomgå de samme endringene. Med tanke på materialets natur er temperaturområdene imidlertid veldig forskjellige..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.