ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Константин Богданов / Запись

ПОКА ГОРИТ ... КРИСТАЛЛ

mbov1147
18.11.2009
10:04
Известно, что парафин является кристаллическим веществом, однако, в большинстве школьных учебников почему-то об этом не сказано. В заметке, помещённой на странице http://kbogdanov4.narod.ru/paraffin.htm моего сайта, приведены две связанные между собой задачи (экспериментальная и теоретическая), посвящённые остыванию жидкого парафина. Эти задачи вполне могут быть использованы на занятиях школьного кружка по физике, а также при составлении олимпиадных задач.
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

19.11.2009 01:48#
Пока горит ... кристалл

Прекрасное дополнение к "Истории свечи"!
19.11.2009 18:05#
ratamaque
Пока горит ... кристалл
Уточнение: парафин больше всего похож на полиэтилен ))), который, кстати, не аморфный, а кристаллический (степень кристалличности может варьироваться в широких пределах).
20.11.2009 18:04#
mbov1147
Пока горит ... кристалл
Алексей, спасибо за уточнение. Я исправил текст в соответствии с ним.
21.11.2009 14:05#
dudenkov
Пока горит ... кристалл
Существенно, что по мере кристаллизации обычного парафина температура не строго постоянна, а все же медленно снижается. Причина этого - в том, что, строго говоря, обычный парафин - это не одно вещество, а это смесь веществ (нескольких предельных неразветвленных углеводородов), образующих между собой неограниченные растворы и в жидком, и в твердом состоянии. На соответствующих бинарных фазовых диаграммах и на суммарной многомерной диаграмме присутствуют двухфазные области жидкость-кристалл. Когда по мере охлаждения жидкость фиксированного состава достигает двухфазной области, падение температуры резко замедляется и начинается кристаллизация, причем первоначально в соответствии с диаграммой кристаллизуются компоненты с наибольшими температурами индивидуального плавления, а затем - и все остальные, пока температура не дойдет до характерной для затвердевания самого низкоплавкого. Таким образом, по зернам образовавшегося кристаллического парафина состав меняется от поверхности вглубь. Плавление парафина тоже происходит в интервале температур.
Парафиновые цепи в идеале бесконечной длины (реально до молекулярной массы порядка миллиона, предопределяемой термодинамическими характеристиками примесных реакций в ходе синтеза) - это одно кристаллическое вещество с температурой плавления 136 градусов по Цельсию, для которого в зависимости от пути получения имеются два традиционных названия: полиэтилен (ПЭНД, ПЭСД) из этилена, полимеризованного на металлоорганических катализаторах, и полиметилен, получающийся из смеси газов CO и H2 на рутениевом катализаторе (редкий случай образования высокоупорядоченной органической структуры непосредственно из неорганического сырья, другой пример - реакция Бутлерова с образованием рибозы из формальдегида в воде на апатитовом катализаторе). В структуре полиэтилена (полиметилена) полимерные цепи вместо идеально параллельного расположения сложены зигзагообразно в слои - ламели (обычная длина зигзага порядка 30 звеньев CH2, при очень длительном отжиге вблизи температуры плавления может быть увеличена еще раз в 10). Образование ламелей при кристаллизации полиэтилена предопределено беспорядочным изгибом полимерных цепей в расплаве или соотношением энергий вандерваальсовой связи и конформационных дефектов при кристаллизации из растворов в горячих предельных углеводородах. В реальном полиэтилене (полиметилене) есть и очень небольшая примесь структурных дефектов (в концентрациях порядка одного дефекта на несколько тысяч звеньев CH2) - боковых метильных групп, трехцепочечных разветвлений, двойных связей. В парафине ламельных изгибов еще нет - длина цепи недостаточна. А полиэтилен (полиметилен) из-за огромной длины цепей в расплавленном состоянии имеет значительную вязкость, а в твердом - достаточно высокую разрывную прочность и эластичность. При разрыве куска парафина рвутся только слабые межмолекулярные связи, а при разрыве полиэтилена разрывы гораздо более прочных химических связей уже неизбежны.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 641

Пользователей
в системе: 2728

Всего записей
и комментариев: 48562

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 19

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия