Когда речь идёт о плавлении, то первое, что приходит на ум - это, конечно же, нагревание. Повышают температуру образца и это увеличивает энергию частиц. Частицы начинают двигаться более интенсивно и кристаллическая структура "разваливается", переходя в жидкое агрегатное состояние.
Но передача телу тепла - не единственный фактор, который влияет на изменение агрегатного состояния.
Вспомните из курса физики, что вместе с температурой в уравнении состояния присутствует ещё и давление. Давление также играет значительную роль в фазовых переходах.
Твердые тела высокоупорядоченные и обладают сильными межмолекулярными связями, которые удерживают их в некоторой форме. Жидкости менее упорядочены и имеют более слабые связи между частицами, что позволяет им течь и принимать любую форму.
Чтобы превратить твердое вещество в жидкость, необходимо преодолеть межмолекулярные силы, удерживающие твердое тело в его стандартной форме. Это делается или посредством нагрева, или при приложении давления. Значительное давление приводит к тому, что образец тоже начинает плавиться.
Когда вы прикладываете давление к твердому телу, то вы перемещаете частицы структуры ближе друг к другу. Это уменьшает объем твердого тела и увеличивает его плотность. Если вы достаточно увеличите это давление, то в некоторых случаях получится заставить некоторые частицы выйти из кристаллического упорядочивания. Разрушение структуры как раз-таки и позволяет телу стать жидким. Это называется плавлением под давлением, и оно происходит, когда температура плавления вещества снижается по мере увеличения давления.
Пример такого процесса можно легко увидеть зимой. Вы ведь катались на коньках или на лыжах? Почему коньки скользят по льду, а лыжи по снегу? Многие скажут, что у материала, из которого изготовлены эти спортивные игрушки, низкий коэффициент трения. Это, в общем-то, правильное. Но оптимальный режим работы лыж и коньков - это жидкостное трение.
Что под лезвием, что под коньками снег и лёд плавятся, а отсюда появляется жидкостная прослойка. Те, кто ходил по льду, залитому водой, знают, что это один из самых скользких вариантов. Как обратный пример - в сильный мороз лыжи намораживают на себя снег, если не использовать специальные покрытия.
Про прослойку жидкости знают многие и многие правильно описывают её роль в движении. Но далеко не все правильно понимают причину появления такой прослойки. Температура, которая повышается из-за трения - не единственный фактор. Активно помогает ещё и давление.
Давление лезвия снижает температуру плавления льда или снега и создает тонкий слой жидкой воды, уменьшающий трение.
Плавление под давлением работает только для некоторых веществ и требует приложения высокого давления, которого обычно нелегко достичь на практике.
Не каждый материал подвержен этому явлению. Или, правильнее сказать - не все материалы можно расплавить таким образом. Большинство веществ имеют положительный наклон фазовой диаграммы состояния, а это означает, что их температура плавления увеличивается с увеличением давления. Но вода в очередной раз тут демонстрирует аномальное поведение.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!