温度は結晶の成長速度にどのように影響しますか?

自然界のほぼすべての固体は結晶で構成されていますが、さまざまな形がありますが、 ダイヤモンドやルビーのような貴重な結晶から個々の砂糖の粒まで、サイズと色 塩。 顕微鏡で塩を見ると、小さな立方体の結晶でできていることがわかります。 一方、砂糖の結晶は、端が傾斜した長方形です。 一般的な結晶科学プロジェクトでは、水溶液に溶解した塩、エプソム塩、ホウ砂、砂糖を使用します。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

溶解した材料を保持している液体が急速に蒸発するため、結晶はより暖かい温度でより速く成長します。

結晶の形成

次のようないくつかの結晶:


  • シュガー
  • 蒸発する

どちらの場合も、鉱物の原子が結合して一貫した繰り返しパターンで固体を形成し、結晶を強く硬くします。 このプロセスは結晶化として知られています。 特定の鉱物によって形成された結晶は、常に同じ成長パターンに従います。 塩の結晶は常に塩の結晶のように見え、砂糖の結晶のようには見えません。

結晶成長に影響を与える要因

結晶成長を制御する変数には、溶解した材料の量、蒸発、圧力、および温度が含まれます。 水に溶けている物質の量が多く、物質にかかる圧力が大きいほど、結晶は大きく成長します。 水が溶液からゆっくりと蒸発する場合、開始される結晶は比較的少なく、水がなくなる前にこれらはかなり大きく成長する時間があります。 しかし、水が急速に蒸発すると、より多くの結晶が成長し始めますが、それらはそれほど大きく成長する時間がありません。

温度が結晶成長にどのように影響するか

温度は塩の結晶の成長速度に明らかな影響を及ぼします。 1つは室温、もう1つは低温、もう1つは高温の塩溶液で実験を行うと、次のようになります。 暖かい温度のサンプルは他の両方のサンプルよりも速く結晶を成長させ、室温のサンプルは冷たいサンプルよりも速く成長します サンプル。 これは、温度が高くなると溶媒の蒸発速度が速くなり、それによって成長速度が速くなるためです。 温度が異なれば、生成される結晶の量も異なります。 より冷たい溶液は収縮し、ミネラルを互いに近づけるので、それらは結合を作り、同時にそれらの構造内の不純物を捕らえます。 これらの不純物は結晶パターンを妨害し、より多くの小さな結晶を形成します。 高温では、分子間の距離が大きくなり、低温で発生するよりもはるかに均一な速度で、結晶がより大きく、より純粋な形状を形成できるようになります。

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