SimuLab 15: Sublimación, Deposición y Punto Triple.


 


Objetivo :

Reconocer la sublimación, la deposición y el punto triple desde un punto de vista microscópico.

Al realizar este simulab, usted será capaz de:

Describir el proceso de deposición y explicarlo en términos de la energía potencial.

Describir el proceso de sublimación y explicarlo en términos energéticos

Comparar y explicar la energía potencial de las partículas en el punto triple.

Describir el movimiento molecular en el punto triple.

1. Abra SMD, seleccione Experiment 1a en la carpeta Energy, ponga Iterations between Displays en 500 y presione Start.

El experimento empieza en el estadio en el cual casi todas las partículas han coalescido en una gota grande. El Heat Bath está encendido (on). Usted ve 144 partículas en contacto con un baño térmico cuya temperatura es T=0.4.

2. Cambie Display Particles by a Potential Energy. Pause la simulación. SeleccioneTake a Snapshot - Screen. Cuando aparezca el cuadro de diálogo Title of the Picture escriba el él: "Liquido'' y presione Ok.

3. Ahora baje la temperatura a T=0.3.

Esta temperatura está por debajo de la temperatura de cristalización de la substancia.

4. Presione Start. Después de 100 unidades de tiempo, pause la simulación.

Observe los cambios de color de la energía potencial de las partículas. Las partículas en el gas comienzan a formar pequeños "copos de nieve" los cuáles eventualmente coalescen con el cristal grande. Este fenómeno se llama deposición.

P3.20: Que le sucedió a la gota?

5. Seleccione Take a Snapshot - Screen. Cuando aparezca el cuadro de diálogo con Title of the Picture escriba en él: "Sólido'' y presione Ok.

P3.21: Ahora compare las instantáneas en las dos fases. Qué diferencias observa? Explique.

P3.22: Que le sucede a la energía potencial del sistema cuando usted baja la temperatura a 0.3? (ver figuran 3.8)

P3.23: Hay acaso partículas que no estén en el estado sólido?

6. La deposición requiere una gran cantidad de tiempo de cómputo. Le recomendamos abrir el archivo del experimento Experiment1b para saltear los estadios previos del proceso y presionar Start. Cambie Display Particles by a Potential Energies .

Usted observa algunas moléculas de gas rodeando al cristal. El gas es mucho menos denso que antes. Las partículas de gas se separan y se unen al cristal. Esto le sucede a la nieve cuándo el clima está muy frío, ésta desaparece gradualmente haciendo una transición de fase desde un copo de nieve cristalino a vapor de agua sin haber pasado nunca por el estado líquido. Lo mismo le sucede al dióxido de carbón sólido (CO2, "hielo seco'') cuando se vuelve gaseoso. Este fenómeno se llama sublimación.


7. Ponga la temperatura en T=0.33 la cuál corresponde a la temperatura del punto triple. A esta temperatura las tres fases -sólida, líquida y gaseosa - coexisten. Presione Start.

P3.24: Que le sucedió al cristal?

8. Cambie Display Particles by a Trajectories para visualizar el movimiento de las partículas en los tres estados de la materia.

P3.25: Observe las trayectorias de las partículas . Identifique los tres estados de la materia. Cómo puede distinguir uno estado del otro, en función de las trayectorias?

9. Ponga la temperatura en T=0.4. Observe los cambios en el cristal. Ponga la temperatura en T=1.0. Describa los cambios en le sistema.

10. Cambie Display Particles by a Absolute Kinetic Energy. Observe el color de las partículas.

P3.26: Las partículas se mueven a la misma velocidad? Explique lo que ve.

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