כיצד טמפ משפיע על קצב הצמיחה של הקריסטלים?

כמעט כל מוצק בטבע מורכב מגבישים, אם כי הם מגיעים בצורות רבות ושונות, גדלים וצבעים, מגבישים יקרי ערך כמו יהלומים ואודם ועד גרגרי סוכר בודדים מלח. אם אתה מסתכל על מלח דרך מיקרוסקופ, תראה שהוא עשוי מגבישים זעירים בצורת קובייה. לעומת זאת גבישי סוכר הם בצורת מלבן עם קצוות משופעים. בפרויקטים מדעיים גבישיים נפוצים משתמשים במלח, מלח אפסום, בורקס וסוכר מומסים בתמיסה של מים.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

גבישים צומחים מהר יותר בטמפרטורות חמות יותר מכיוון שהנוזל האוחז בחומר המומס מתאדה במהירות.

כמה גבישים, כגון:

• מלח
  
• סוכר
  
• לְהִתְאַדוֹת

בשני המקרים אטומי המינרלים מצטרפים ליצירת מוצקים בדפוסים חוזרים עקביים, מה שהופך את הגבישים לחזקים וקשים. תהליך זה מכונה התגבשות. גבישים הנוצרים על ידי מינרל ספציפי פועלים תמיד באותו דפוס גדילה; גבישי מלח תמיד נראים כמו גבישי מלח ולא כמו גבישי סוכר.

משתנים השולטים בצמיחת הגבישים כוללים את כמות החומר המומס, אידוי, לחץ וטמפרטורה. ככל שכמות החומר המומס במים גבוהה יותר וככל שמופעל לחץ רב יותר על החומר, כך הגבישים יגדלו. אם המים מתאדים באטיות מהתמיסה, מעט גבישים מתחילים, ולאלה יש זמן לגדול למדי לפני שהמים נעלמים. עם זאת, אם המים מתאדים במהירות, גבישים נוספים מתחילים לצמוח, אך אין להם זמן לגדול כל כך גדולים.

לטמפרטורה השפעה ברורה על קצב הגדילה של גבישי המלח. אם אתה מבצע ניסוי בפתרונות מלח, אחד בטמפרטורת החדר, אחד בטמפרטורה קרה ואחד בטמפרטורה חמה יותר, אתה רואה שדוגמת הטמפרטורה החמה מגדלת גבישים מהר יותר משתי הדגימות האחרות, ודגימת טמפרטורת החדר גדלה מהר יותר מהקור לִטעוֹם. הסיבה לכך היא שטמפרטורה גבוהה יותר מגדילה את קצב אידוי הממיס, ובכך מזרזת את קצב הגדילה. טמפרטורות שונות מייצרות כמויות שונות של גבישים. פתרונות קרים יותר מתכווצים, מכריחים מינרלים קרוב יותר זה לזה, כך שהם יוצרים קשרים ותופסים זיהומים במבנה שלהם בו זמנית. זיהומים אלה קוטעים את דפוס הגביש, ויוצרים מספר גדול יותר של גבישים קטנים יותר. בטמפרטורות חמות, המרחק בין מולקולות גדול יותר, מה שמאפשר לגבישים ליצור צורות גדולות וטהורות יותר בקצב אחיד הרבה יותר ממה שיכול להתרחש בטמפרטורות קרות יותר.