Alijäähtyminen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Hei vain!

Näin ensimmäisenä postauksenani tälle forumille, kysyisin asiaa liittyen materiaalitieteeseen.

Mitä tarkoittaa 'alijäähtyminen'?
Mitä eroa on lakimääräisellä alijäähtymisellä ja pelkällä alijäähtymisellä?

EDIT:

Oli liipasinsormi hiukan herkkänä, jäi mainitsematta, että olen metallurgian diplomi-insinööri ja kirjoitan juuri opintomonistetta "Jähmettymisilmiöiden perusteet" -kurssille. Kysymykseni koskee siis lähinnä asian kansantajuistamista, sillä minulla on hankaluuksia muotoilla tuota ilmiötä sanallisesti, varsinkin kun nyt kurssin oppilaat ovat esittäneet asiasta minulle kysymyksiä enkä osaa vastata niihin "rautalangasta vääntäen". Olen toistaiseksi käskenyt katsomaan Miekk'-Ojan Metalliopista aiheesta, mutta totesin, että kirjassa asia on selitetty ehkä turhan hankalasti.

Kommentit (7)

Vierailija

Jouduin uteliaana katsomaan googlella, asia ei ehkä silti selvinnyt.
www2.lut.fi/~rajamaki/MetOpEK/HandoutsEK/H5_5_Lakim%84%84r%84inenAlij%84%84htyminen.htm

Vierailija

Hehheh, ihan asiallinen linkki kyllä, mutta selittää asian silti ehkä liian vaikeasti perusopiskelijoita silmälläpitäen.

Alijäähtymisen voi vielä selvittää kohtuu helposti esimerkiksi näyttämällä tuon kuuluisan googlevideon, mutta lakimääräinen alijäähtyminen on kertakaikkisen hankala selittää.

Vierailija

Fysikaalisen kemian opettaja selitti kerran, että alijäähtymisessä aine on tilassa, jossa sen gibsin energia ei ole pienin mahdollinen. Aine mielellään siirtyisi olomuotoon, jossa on alhaisempi gibbsin energia, mutta se ei vielä ole "tajunnut" että optimaalisempikin olomuoto on olemassa. Tässä epäsuotuisassa tilassa aine voi pysyä hyvinkin pitkään. Voidaankin ajatella, että eräänlainen "aktivoitumisenergia" vaaditaan, jotta olomuodonmuutos käynnistyy. Tällainen sysäys tai "vihje tehdä jotain" voi olla esim. epäpuhtaushiukkanen, astian tönäisy tai muu vastaava.

Käsittääkseni tilannetta voisi verrata kukkulan laella olevaan jalkapalloon. Siellä on pieni alue, jossa tangentti on vaakasuorassa. Juurikin siinä paikassa sijaitsee pieni epävakaa tasapainotila. Pienikin häiriö aiheuttaa tasapainon järkkymisen, ja pallo vierii laaksoon, jossa sijaitsee vakaa tasapainotila.

Lainausmerkeillä erotetut sanat tulee ottaa vähemmän kurttuotsaisesti. Näitä sanoja käytin tietoisesti hieman vapaamielisesti.

Youtubessa on useitakin videoita siitä kun porukka kaataa alijäähtynyttä vettä pullosta vatiin. Vesi kiteytyy melko nopeasti osuessaan lautaseen. Samankaltainen, mutta vaarallisempi ilmiö voidaan toteuttaa myös koton. Puhdasta vettä voidaan lämmittää mikrossa yli sadan asteen ilman että se vielä kiehuu. Pahimmassa tapauksessa koko lasin sisältö tulee silmille, kun oven avaa ja huoneesta tulee jotain roskia ilman mukana lasiin. Miedoimmillaan vesi kuplii säyseästi kun kuuman lasin kopauttaa pöytää vasten.

Vierailija
Tetrafuran
Samankaltainen, mutta vaarallisempi ilmiö voidaan toteuttaa myös koton. Puhdasta vettä voidaan lämmittää mikrossa yli sadan asteen ilman että se vielä kiehuu. Pahimmassa tapauksessa koko lasin sisältö tulee silmille, kun oven avaa ja huoneesta tulee jotain roskia ilman mukana lasiin. Miedoimmillaan vesi kuplii säyseästi kun kuuman lasin kopauttaa pöytää vasten.

Kaadoin kerran tuollaiseen veteen leivinjauhetta. Lopputulos levisi pitkin pöytää.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10596
Liittynyt16.3.2005

wikistä löytyy hakusanalla
"constitutional spercooling" jotain, eli sama kuin Miekk-Ojan Metalliopista.

En asiasta mitään ymmärrä, mutta löysin tuon Miekk-Ojan opuksen hyllystäni, ja minusta näyttää siltä, että kyseessä on dynaaminen ilmiö kiteen kasvaessa, jossa A:n ja B:n muodostaman seoksen kiteytyessä kiteen (esimekiksi A) hylkäämä seosaine (B) siirtyy sulan mukana kiteen kasvupinnan edellä.

(B):llä rikastuneen sulan jähmettymislämpötila on pienempi kuin perusmassan. Tuossa kiteen kasvupinnan edellä kulkevassa konsentraatiohuipussa syntyy alijäähtyminen.

Miekk-Oja:
"Tätä alijäähtymistä, joka pohjautuu perimmältään siihen, että jähmettyminen tapahtuu metalliseoksessa valikoivan mekanismin mukaisesti, sanotaan juuri lakimääräiseksi alijäähtymiseksi."

Arvelen, että Miekk-Oja, tai joku muu on suoraan kääntänyt ulkomaankielestä termin "lakimääräinen alijäähtyminen".

Veden jäätymisessä alijäähtymisen jälkeisessä tilassa on kysymys ilmeisesti aivan muusta kuin seosaineista tai lakimääräisestä alijäähtymisestä.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Vierailija

Ai niin piti vielä täsmentää, että reaktion voimakkuus ei riipu menetelmästä vaan lämpötilasta. Kyllä kuumat vedet voi saada silmille jauhoja kaatamalla tai pöytää kolhimalla, kunhan vain vesi on reippaasti yli sadan asteen. Olisin editoinut viestiäni, mutta jostain kumman syystä tässä keskustelussa vaan ei voi edioida. Ihme juttu

Uusimmat

Suosituimmat