Příroda je plná fyzikálně-chemických jevů a procesů, které umožňují regulaci každé její složky. Mnohokrát taková regulace zahrnuje změnu látky nebo prvku z jednoho skupenství do druhého, tedy kapalin, které se mění v plyny nebo pevné látky a naopak. Tyto jevy přímo souvisejí se změnami teplot a tlaků, jakož i se změnami vnitřní energie samotné látky. Takto budeme v závislosti na měnícím se přírodním parametru a změně, ke které ve hmotě dochází, hovořit o konkrétním fyzikálně-chemickém procesu nebo jiném.
V tomto článku Green Ecologist se zaměříme výhradně na popis kuriózního jevu tuhnutí, a to jak přírodních prvků, tak chemických látek, do kterých člověk zasahuje do tohoto procesu. Pokračujte ve čtení tohoto článku a zjistíte co je tuhnutí a příklady.
Co je tuhnutí
Tuhnutí je fyzikální proces ve kterém dochází ke změně stavu jakékoli hmoty, která prochází z kapaliny na pevnou. K tomuto jevu dochází v důsledku a pokles teploty a energie který existuje mezi chemickými vazbami prvků tvořících hmotu.
Obecně platí, že jakákoli sloučenina, která prochází procesem tuhnutí, zmenšuje svůj objem a nyní zabírá méně místa. Voda je však výjimkou, a jak jsme se příležitostně všichni přesvědčili, objem ledu je větší než objem kapalné vody, i když vždy bereme v úvahu tvar a specifický objem nádoby, která ji obsahuje.
Bod tuhnutí nebo teplota vody
Každá látka a přírodní prvek má svůj specifický bod tuhnutí nebo teplotu, od které bude uvedená látka měnit skupenství a z tekutého prvku se stane pevným.
Například on bod tuhnutí nebo teplota vody, tedy bod přechodu z kapaliny do pevné látky, je přesně v 0 ºC. Tato přesná teplota přímo souvisí s hustotou vody a bude relevantní, pokud jde o to, jaká změna tlaku a teploty bude vyžadovat určitý objem vody, aby přešla z kapalného do pevného skupenství.
V další části uvidíme některé z nejběžnějších případů, kdy proces tuhnutí různých kapalin a látek zasahuje do získávání potravin a dalších materiálů, které používáme v našem každodenním životě.
Příklady tuhnutí
Některé z nejčastějších procesů, při kterých k tomuto jevu dochází v různých látkách, jsou následující příklady tuhnutí:
- Tuhnutí vody při získávání ledu přivedení vody k bodu mrazu (0 °C), v tomto okamžiku se kapalina stává pevným skupenstvím, zvětšuje se a vytváří led, přičemž si vždy zachovává tvar nádoby, která ji obsahuje.
- Výroba šperků od tuhnutí zlata, stříbra a jiných drahých kovů. K tomu se tyto roztavené kovy používají jako surovina, nechají se vychladnout v určité pevné a odolné formě, čímž se docílí následného opracování různých šperků jako jsou prsteny a náhrdelníky.
- Tvorba skla z tuhnutí písku oxidu křemičitého spolu s vápencem a uhličitanem vápenatým. Tímto procesem se získá každý z různých konzistentních skleněných obalů, které jsme zvyklí používat v našem každodenním životě.
- Příprava čokolády, protože použitím kakaových bobů smíchaných a rozemletých s vodou a mlékem se získá polotekutá pasta, která po ochlazení a usušení tuhne, dokud nezíská podobu čokoládové tablety a dalších specifických forem, se kterými je čokoláda běžně prodávána po celém světě svět.
- Bonbóny Jsou dalším jasným příkladem, protože surovinou je běžný cukr, který se pálí a tuhne ve formách, až se z něj stanou bonbony.
- Máslo a margarín. Výroba těchto potravin se při mnoha příležitostech dosahuje z průmyslového procesu tuhnutí, při kterém jsou surovinou oleje živočišného nebo rostlinného původu, které se uchovávají v pevném stavu při pokojové teplotě.
- Klobásy protože krevní klobásy jsou dalším průmyslovým procesem pro potraviny, který využívá ztuhnutí jejích složek, je příprava klobás. V tomto případě se marinovaná tekutá krev sráží a zůstává v této pevné látce poté, co byla uchovávána v prasečích střevech.
- Svíčky z vosků a olejů. Tento jednoduchý proces výroby přírodních svíček nám umožňuje z oleje a vosků v tekutém stavu získat po ztuhnutí suroviny svíčky s tvrdou konzistencí.
- Želé, jelikož z kolagenu a hydratovaných pojivových tkání živočišného původu je možné po ztuhnutí jeho složek získat želatiny polotuhé konzistence.
- Umělecké hlíny. Směs jílu (druh písku) s vodou má za následek tvarovatelnou hmotu, která po vychladnutí ztuhne a zachová si tvar, který jsme jí dali při formování.
Rozdíl mezi tuhnutím, kondenzací a odpařováním
Jednoduchý a názorný způsob, jak se naučit rozlišovat tyto tři fyzikálně-chemické procesy, je přes vodní cyklus a studium změn stavu tohoto životně důležitého prvku. Podívejme se podrobně, z čeho se každý proces skládá, abychom viděli, co rozdíl mezi tuhnutím, kondenzací a odpařováním.
- Tuhnutí: Jak jsme v celém článku komentovali, tuhnutí spočívá v přechodu z kapalného do pevného skupenství.
- Kondenzace: Jakýkoli plyn, který je vystaven změně teploty nebo tlaku, se stává kapalinou prostřednictvím procesu kondenzace, známého také jako srážení. Více o tomto procesu se dozvíte v tomto dalším příspěvku o Co je kondenzace vody a příklady.
- Vypařování: Tento proces zahrnuje přechod vody z kapalného do plynného skupenství v důsledku zvýšení teploty po překročení jejího bodu varu (100 ºC). Když k němu dochází pouze na povrchu nebo části hmoty, nazývá se to vypařování, a když k němu dochází ve všech, dochází k vypařování, o kterém jsme hovořili. Zde vysvětlíme, co je to vypařování vody a příklady.
V tomto dalším článku se můžete dozvědět více o Co je to koloběh vody.
Pokud si chcete přečíst více článků podobných Co je to tuhnutí a příklady, doporučujeme vstoupit do naší kategorie Jiné prostředí.
Bibliografie- Atkins, P. & Jones, L. (2008) Chemical Principles: The Quest for Insight (4. vydání). W. H. Freeman and Company, strana: 236.
