Pourquoi une substance se dilate-t-elle lors de la congélation? Quelles conditions nécessitent cela?

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Pourquoi une substance se dilate-t-elle lors de la congélation? Quelles conditions nécessitent cela?


Pourquoi une substance se dilate-t-elle lors de la congélation? Quelles conditions nécessitent cela? Par exemple, comment la pente de la courbe de sublimation ou de fusion dans un diagramme PT affecte-t-elle cela?

dmckee ♦

Très peu de substances font cela, et j’ai un vague souvenir suggérant qu’elles ont toutes une géométrie de liaison bizarre. Impossible de fournir une citation et peut être loin de la base.

Jon Custer

Toutes les transitions de phase du premier ordre doivent avoir un changement de volume. Il peut augmenter ou diminuer. L’eau est l’exemple quotidien d’une substance qui augmente de volume lors de la congélation. Parmi les éléments, au moins Si, Ge, Sb et Bi font de même. Alors que Sb et Bi sont rhombaédriques, tandis que Si et Ge sont des diamants cubiques.

Réponses


 Arturo don Juan

La raison en est simplement due à la structure du réseau formé par les molécules lors de la congélation. Pour les substances qui présentent cette expansion lors de la congélation, la structure du réseau occupe plus d’espace que lorsqu’elle est liquide. Par exemple, l’eau (en raison de la formation / de l’angle des liaisons hydrogène avec l’atome d’oxygène) a une structure de réseau hexagonale lorsqu’elle est gelée, ce qui prend beaucoup plus de place que son état d’itinérance libre de molécule d’eau liquide.

Vérifiez ce lien.

Nikos M.

@ Jun-GooKwak, qu’est-ce qu’un physicien parfaitement perspicace? perspective mathématiciens-physiciens, inuition physique, les deux, qqch?


 niceeAir

Je conviens que la glace a plus d’espace libre sous sa forme solide. Toutes les liaisons, liaisons polaires et noyaux forment un réseau. La plupart des substances congelées contiennent moins d’espace libre que la phase liquide. Eh bien, je pense que la meilleure façon d’y penser est que l’eau solide a une grande quantité d’espace libre par rapport à d’autres solides similaires. L’entropie entraînerait les électrons dans les espaces libres, car il y a probablement des états de faible énergie pour les paires e dans les espaces ouverts. Il faut que l’entraînement de la structure en treillis soit élevé. Alors la glace peut-être dans un bel équilibre. Changez, l’énergétique de la structure du réseau un peu et le trou pourrait s’effondrer. Le lecteur intéressé peut rechercher d’autres formes de glace qui se forment sous diverses pressions. Il peut s’agir des formes effondrées « hypothétiques » ci-dessus. J’ai recherché certaines de ces autres formes. Ice III est celle qui se forme le plus facilement. Il a quelque chose comme 1,1 kg / L pour sa densité. Quelque chose que vous attendez.

 

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