Kas ir dzesēšanas līkne?

Dzesēšanas līkne ir diagrammas veids, ko izmanto ķīmijā, fizikā, inženierzinātnēs un citās disciplīnās, lai attēlotu dzesēšanas vielas progresu. Viena diagrammas ass, parasti x ass, attēlo laiku, bet temperatūra tiek attēlota uz otras ass. Tādējādi dzesēšanas līkne parasti sliecas uz leju no kreisās puses uz labo, jo temperatūra laika gaitā samazinās. Ir svarīgi atzīmēt, ka šāda līkne ne vienmēr virzās lejup vienmērīgā ātrumā diagrammas laikā, jo dzesēšanas līknes bieži izmanto, lai attēlotu fizikālās fāzes izmaiņas, piemēram, pāreju no ūdens uz ledu. Temperatūra pazeminās vienmērīgi, ūdenim atdziestot līdz sasalšanas punktam, bet līkne izlīdzinās sasalšanas punktā, kad šķidrais ūdens sasalst līdz cietam ledus.

Dzesēšanas līknes progresēšanu var ietekmēt daudzi dažādi faktori. Divi no svarīgākajiem faktoriem ir dzesēšanas vielas sākotnējā temperatūra, ko bieži sauc par “ieliešanas temperatūru”, un vides temperatūra, kurā viela tiek ielejama. Dzesēšanas vielas īpašās iezīmes ir galvenie dzesēšanas līknes progresēšanas noteicošie faktori. Arī citi faktori, piemēram, spiediens un dzesēšanas vielas tilpums, var krasi ietekmēt līkni.

Nav nekas neparasts, ka dzesēšanas līkne attēlo fāzes izmaiņas, piemēram, no gāzes uz šķidrumu vai no šķidruma uz cietu. Pārvēršanās no ūdens uz ledu ir viens no pazīstamākajiem un visplašāk atzītajiem fāzes maiņas piemēriem. Ja vidē, kuras temperatūra ir zemāka par sasalšanas temperatūru, tiek pievienots ūdens ar relatīvi augstu temperatūru, tas atdziest ar vienmērīgu ātrumu, līdz sasniegs sasalšanas temperatūru. Šajā brīdī temperatūra pārstās pazemināties, līdz viss ūdens būs sacietējis ledū. Dzesēšanas ūdens zaudē enerģiju siltuma veidā un līdz ar to izraisa temperatūras pazemināšanos, taču tādi paši enerģijas zudumi ir nepieciešami arī pārejai no šķidruma uz cietu, tikai bez atbilstošām temperatūras izmaiņām.

Pētnieki un studenti var izmantot dažādas metodes, lai izveidotu dzesēšanas līknes. Vienkāršākā metode ietver vielas pievienošanu vidē ar kontrolētu temperatūru un, izmantojot termometru, regulāri reģistrē vielas temperatūru. Tomēr šī metode ir pakļauta cilvēka kļūdām. Citas metodes tā vietā balstās uz elektroniskiem temperatūras sensoriem un datorizētu ierakstīšanas programmatūru. Šādas ierīces un programmatūru var izmantot, lai izveidotu precīzu dzesēšanas līkni reāllaikā, vienlaikus samazinot iespēju, ka eksperimentāla kļūda padarīs dzesēšanas līkni bezjēdzīgu.