CURVE NG PAG-INIT: ANO ITO, KUNG PAANO ITO NAGAWA, MGA HALIMBAWA - PISIKAL - 2025

Ang isang curve ng pag-init ay ang graphical na representasyon kung paano nag-iiba ang temperatura ng isang sample bilang isang function ng oras, pinapanatili ang pare-pareho ang presyon at pagdaragdag ng init nang pantay, iyon ay, sa isang palaging rate.

Upang bumuo ng isang graph ng ganitong uri, ang mga pares ng temperatura at mga halaga ng oras ay kinuha, na kung saan ay paglaon muli sa pamamagitan ng paglalagay ng temperatura sa vertical axis (ordinate) at ang oras sa pahalang na axis (abscissa).

Larawan 1. Ang curve ng pag-init ng isang sangkap ay nakuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng init at pagsukat ng temperatura sa bawat tiyak na agwat ng oras. Pinagmulan: Pixabay.

Pagkatapos ang pinaka-angkop na curve ay angkop sa mga eksperimentong puntong ito at sa wakas ay isang graph ng temperatura T bilang isang function ng oras t: T (t) ay nakuha.

Ano ang curve ng pag-init?

Bilang pinainit, ang isang sangkap ay dumadaan sa iba't ibang mga estado nang sunud-sunod: mula sa pagiging isang solid maaari itong maging isang singaw, halos palaging dumadaan sa likidong estado. Ang mga prosesong ito ay tinatawag na mga pagbabago sa estado, kung saan ang sample ay nagdaragdag ng panloob na enerhiya habang idinagdag ang init, tulad ng ipinahiwatig ng teorya ng molekular na kinetic.

Kapag nagdaragdag ng init sa isang sample mayroong dalawang posibilidad:

- Ang sangkap ay nagdaragdag ng temperatura, na ibinigay na ang mga particle nito ay nabalisa na may mas malawak na intensity.

- Ang materyal ay dumadaan sa pagbabago ng phase, kung saan ang temperatura ay nananatiling pare-pareho. Ang pagdaragdag ng init ay may epekto ng panghihina sa isang tiyak na lawak na ang mga puwersa na magkakasama ng mga partikulo, na dahilan kung bakit madali itong pumunta mula sa yelo hanggang sa likidong tubig, halimbawa.

Ipinapakita ng Figure 2 ang apat na estado ng bagay: solid, likido, gas at plasma, at ang mga pangalan ng mga proseso na nagpapahintulot sa paglipat sa pagitan nila. Ang mga arrow ay nagpapahiwatig ng direksyon ng proseso.

Larawan 2. Ang mga estado ng bagay at mga proseso na kinakailangan upang maipasa sa pagitan ng isa at sa iba pa. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

-Bago ang mga pagbabago sa isang sangkap

Simula sa isang sample sa solidong estado, kapag natutunaw ito ay napunta sa isang likidong estado, kapag pinapawisan nito ito ay nagiging isang gas at sa pamamagitan ng ionization ito ay nagiging plasma.

Ang solid ay maaaring ma-convert nang direkta sa isang gas sa pamamagitan ng isang proseso na kilala bilang sublimation. Mayroong mga sangkap na madaling pumayat sa temperatura ng kuwarto. Ang pinakamahusay na kilala ay ang CO ₂ o dry ice, pati na rin ang naphthalene at yodo.

Habang ang sample ay sumasailalim sa isang pagbabago ng estado, ang temperatura ay nananatiling palaging hanggang sa maabot ang bagong estado. Nangangahulugan ito na, kung, halimbawa, mayroon kang isang bahagi ng likidong tubig na umabot sa puntong kumukulo, ang temperatura ay nananatiling patuloy hanggang sa ang lahat ng tubig ay naging singaw.

Para sa kadahilanang ito ay inaasahan na ang pag-init ng curve ay binubuo ng isang kumbinasyon ng pagtaas ng mga seksyon at pahalang na mga seksyon, kung saan ang huli ay tumutugma sa mga pagbabago sa phase. Ang isa sa mga curves na ito ay ipinapakita sa Figure 3 para sa isang naibigay na sangkap.

Larawan 3. Isang curve ng pag-init ng isang naibigay na sangkap, na may karaniwang pagsasaayos batay sa mga hakbang at slope.

Pagbibigay kahulugan sa curve ng pag-init

Sa pagitan ng paglago ab, cd at ef ang sangkap ay matatagpuan bilang isang solid, likido at gas ayon sa pagkakabanggit. Sa mga rehiyon na ito ang pagtaas ng enerhiya ng kinetic at kasama nito ang temperatura.

Habang sa bc ito ay nagbabago ng estado nito mula sa solid hanggang likido, samakatuwid ang dalawang yugto ay magkakasamang magkakasama. Nangyayari ito sa seksyon ng, kung saan ang sample ay nagbabago mula sa likido sa gas. Narito ang potensyal na enerhiya ay nagbabago, at ang temperatura ay nananatiling pare-pareho.

Ang reverse pamamaraan ay posible rin, iyon ay, ang sample ay maaaring pinalamig upang sunud-sunod na magpatibay ng iba pang mga estado. Sa kasong ito nagsasalita kami ng isang curve ng paglamig.

Ang mga curves ng pag-init ay may parehong pangkalahatang hitsura para sa lahat ng mga sangkap, bagaman siyempre hindi ang parehong mga numerical na halaga. Ang ilang mga sangkap ay tumatagal ng mas mahaba kaysa sa iba upang baguhin ang estado, at natutunaw sila at singaw sa iba't ibang mga temperatura.

Ang mga puntong ito ay kilala ayon sa pagkakabanggit bilang natutunaw na punto at punto ng kumukulo, at mga katangian ng bawat sangkap.

Iyon ang dahilan kung bakit ang mga curves ng pag-init ay lubhang kapaki-pakinabang, dahil ipinapahiwatig nila ang bilang ng mga halaga ng mga temperatura na ito para sa milyon-milyong mga sangkap na umiiral bilang solido at likido sa hanay ng mga temperatura na itinuturing na normal at sa presyon ng atmospera.

Paano ka makagawa ng isang warm-up curve?

Sa prinsipyo, ito ay napaka-simple: maglagay lamang ng isang sample ng sangkap sa isang lalagyan na nilagyan ng isang stirrer, magsingit ng thermometer at init nang pantay-pantay.

Kasabay nito, sa simula ng pamamaraan, ang isang segundometro ay isinaaktibo at ang mga kaukulang mga pares ng oras-temperatura ay nabanggit paminsan-minsan.

Ang pinagmulan ng init ay maaaring isang gas burner, na may isang mahusay na rate ng pag-init, o isang de-koryenteng pagtutol na naglalabas ng init kapag pinainit, na maaaring konektado sa isang variable na mapagkukunan upang makamit ang iba't ibang mga kapangyarihan.

Para sa higit na katumpakan mayroong dalawang pamamaraan na malawakang ginagamit sa laboratoryo ng kimika:

- Pagkakaibang thermal analysis.

- Pagkakaiba-ibang calorimetry sa pag-scan.

Inihambing nila ang pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng sample sa ilalim ng pag-aaral at isa pang sanggunian na sanggunian na may mataas na temperatura ng pagkatunaw, halos palaging isang aluminyo na oksido. Sa mga pamamaraang ito madaling mahanap ang natutunaw at mga punto ng kumukulo.

Mga halimbawa (tubig, iron …)

Isaalang-alang ang mga curves ng pag-init para sa tubig at iron na ipinakita sa pigura. Ang scale ng oras ay hindi ipinakita, gayunpaman ito ay agarang makilala ang natutunaw na temperatura para sa parehong mga sangkap na nauugnay sa punto B ng bawat graph: para sa tubig 0 º C, para sa iron 1500 º C.

Larawan 4. Ang mga curves ng pampainit para sa tubig at bakal.

Ang tubig ay isang unibersal na sangkap at ang saklaw ng mga temperatura na kinakailangan upang makita ang mga pagbabago ng estado ay madaling makamit sa laboratoryo. Karamihan sa mas mataas na temperatura ay kinakailangan para sa bakal, ngunit tulad ng nabanggit sa itaas, ang hugis ng graph ay hindi nagbabago nang malaki.

Natunaw ang yelo

Kapag pinainit ang sample ng yelo, ayon sa grap ay nasa punto kami A, sa isang temperatura sa ibaba 0º C. Napansin na ang pagtaas ng temperatura sa isang palaging rate hanggang sa maabot 0º C.

Ang mga molekula ng tubig sa loob ng yelo ay nag-vibrate na may higit na malawak. Kapag naabot ang natutunaw na temperatura (point B), ang mga molekula ay maaaring lumipat sa harap ng bawat isa.

Ang enerhiya na dumating ay namuhunan sa pagbabawas ng kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng mga molekula, kaya't ang temperatura sa pagitan ng B at C ay nananatiling patuloy hanggang sa natunaw ang lahat ng yelo.

Ang pagpihit ng tubig sa singaw

Kapag ang tubig ay ganap na nasa isang likido na estado, ang panginginig ng boses ng mga molekula ay tumataas muli at ang temperatura ay tumataas nang mabilis sa pagitan ng C at D hanggang sa kumukulo na 100º C. Sa pagitan ng D at E ang temperatura ay nananatili sa halagang iyon ang enerhiya na dumarating ay nagsisiguro na ang lahat ng tubig sa lalagyan ay sumingaw.

Kung ang lahat ng singaw ng tubig ay maaaring nilalaman sa isang lalagyan, maaari itong magpatuloy sa pag-init mula sa point E hanggang point F, ang limitasyon ng kung saan ay hindi ipinapakita sa graph.

Ang isang sample na bakal ay maaaring dumaan sa mga parehong pagbabagong ito. Gayunpaman, dahil sa likas na katangian ng materyal, ang mga saklaw ng temperatura ay naiiba.

Mga Sanggunian

1. Atkins, P. Mga Prinsipyo ng Chemistry: The Paths of Discovery. Editoryal na Médica Panamericana. 219-221.
2. Chung, P. Heating curves. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org.
3. Mga curves ng pampainit. Init ng Fusion at Vaporization. Nabawi mula sa: wikipremed.com.
4. Hewitt, Paul. 2012. Konsepto na Pang-agham na Pang-agham. Ika-5. Ed. Pearson. 174-180.
5. Unibersidad ng Valladolid. Degree sa Chemistry, Nabawi mula sa: lodging.uva.es.