Номер 2, страница 126 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 31. Влажность воздуха. Темы докладов и проектов - номер 2, страница 126.

Условие.

2. Процессы плавления и кристаллизации в промышленности.

Решение.

Процессы плавления и кристаллизации являются фундаментальными фазовыми переходами, которые нашли широчайшее применение в различных отраслях промышленности. Плавление — это переход вещества из твёрдого состояния в жидкое при подводе теплоты, а кристаллизация — обратный процесс образования кристаллов из расплава, раствора или газовой фазы, сопровождающийся выделением теплоты.

Процессы плавления в промышленности

Плавление используется в промышленности для получения веществ в жидком состоянии с целью их дальнейшей обработки, очистки или смешивания. Основные области применения:

Металлургия: Это одна из ключевых областей применения плавления. Процесс включает выплавку металлов из руд (например, чугуна в доменных печах), переплавку металлов и сплавов для получения изделий методом литья (детали машин, строительные конструкции), рафинирование (очистку) металлов, например, зонная плавка для получения сверхчистых полупроводников, а также сварку и пайку для соединения деталей.
Стекольная промышленность: Производство стекла основано на плавлении шихты — смеси кварцевого песка, соды, известняка и других добавок — при температурах порядка $1500–1600 \space °C$. Полученная стекломасса затем формуется в изделия.
Химическая промышленность: Плавление используется для проведения реакций в расплавах, получения смесей и растворов. Например, плавление серы для производства серной кислоты или плавление полимеров для их последующей переработки.
Производство пластмасс: Полимерные гранулы расплавляют для последующего формования изделий методами литья под давлением, экструзии (выдавливания) или выдувного формования. Таким образом получают огромный ассортимент продукции от пластиковых бутылок до деталей автомобилей.
Пищевая промышленность: Плавление жиров (маргарин), шоколада, сахара (производство карамели), сыра является неотъемлемой частью многих технологических процессов.

Ответ: Процессы плавления являются основой таких важнейших отраслей, как металлургия, производство стекла, переработка пластмасс и химическая промышленность, где они используются для извлечения, очистки, смешивания и формования материалов.

Процессы кристаллизации в промышленности

Кристаллизация — это процесс образования твердой фазы с упорядоченной кристаллической решеткой. В промышленности он используется в основном для выделения и очистки веществ, а также для создания материалов с заданными свойствами. Основные области применения:

Химическая и фармацевтическая промышленность: Кристаллизация из растворов — один из главных методов очистки твердых веществ. Вещество растворяют в подходящем растворителе при повышенной температуре, а затем раствор медленно охлаждают. Целевой продукт выпадает в виде чистых кристаллов, а примеси остаются в растворе. Так получают сахар, соль, лимонную кислоту, а также очищают активные фармацевтические субстанции.
Производство полупроводниковых материалов: Для создания интегральных схем и электронных компонентов требуются монокристаллы высокой чистоты (например, кремния или германия). Их выращивают из расплава методами Чохральского или зонной плавки, где контролируемая кристаллизация позволяет получить практически идеальную кристаллическую структуру.
Металлургия и материаловедение: Процесс кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла определяет его микроструктуру (размер и форму зерен), которая, в свою очередь, напрямую влияет на механические свойства готового изделия (прочность, твердость, пластичность). Управляя скоростью охлаждения, можно получать материалы с требуемыми характеристиками. На этом основаны многие виды термической обработки металлов.
Пищевая промышленность: Контроль над процессом кристаллизации сахарозы и жиров имеет решающее значение для получения правильной текстуры продуктов. Например, для гладкой текстуры шоколада необходимо образование мелких, стабильных кристаллов какао-масла, а при производстве мороженого стремятся минимизировать размер кристаллов льда.
Производство искусственных кристаллов: Методами кристаллизации выращивают искусственные драгоценные камни (алмазы, рубины), а также кристаллы для лазерной техники, оптики и пьезоэлектроники (например, кварц).

Ответ: Процессы кристаллизации имеют ключевое значение для очистки веществ в химической и фармацевтической отраслях, для создания материалов с уникальными свойствами в электронике и металлургии, а также для управления текстурой продуктов в пищевой промышленности.