Полиморфные превращения железа
Статья к заданиюПолиморфные превращения металлов
Прочитайте текст и выполните задания.
Полиморфные превращения металлов
Металлы представляют собой поликристаллические тела, состоящие из большого числа мелких (10⁻¹–10⁻⁵ см) хаотично ориентированных по отношению друг к другу кристаллов.
Многие металлы (в том числе железо) в зависимости от температуры могут существовать в разных кристаллических формах или, как их называют, в разных полиморфных модификациях. В результате полиморфного превращения атомы кристаллического тела, имеющего решётку одного типа, перестраиваются таким образом, что образуется кристаллическая решётка другого типа (см. рисунок 1).
Рисунок 1. Примеры полиморфных модификаций железа
(α-железо и γ-железо)
Полиморфное превращение – обратимый процесс; он происходит как при нагреве, так и при охлаждении твёрдого тела. Вновь образующиеся полиморфные модификации – следствие возникновения центров кристаллизации и роста кристаллов, подобно кристаллизации из жидкого состояния.
Превращение одной полиморфной формы в другую при нагреве чистого металла сопровождается поглощением тепла и происходит при постоянной температуре (аналогично процессу плавления). В процессе охлаждения происходит выделение тепла при той же температуре, что и во время нагрева. Температура, при которой происходит переход из одного типа кристаллической решётки в другой, носит название температуры полиморфного превращения.
Так как полиморфные модификации вещества отличаются внутренней структурой, то свойства их различны.
На рисунке представлен график зависимости температуры от времени в процессе охлаждения железа. Первоначально железо находилось в жидком состоянии; температура плавления железа равна $1539\ ^\circ\mathrm{C}$. Скорость отвода тепла в процессе охлаждения оставалась постоянной. Сколько полиморфных превращений кристаллического железа наблюдалось в процессе охлаждения? Ответ поясните.
Используйте общий материал о полиморфных превращениях металлов.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| На рисунке представлен график зависимости температуры от времени в процессе охлаждения железа. Первоначально железо находилось в жидком состоянии; температура плавления железа равна 1539 °С. Скорость отвода тепла в процессе охлаждения оставалась постоянной. Сколько полиморфных превращений кристаллического железа наблюдалось в процессе охлаждения? Ответ поясните.
| ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие участки графика охлаждения соответствуют превращениям, происходящим при постоянной температуре?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
При охлаждении полиморфное превращение сопровождается выделением тепла и поэтому проявляется горизонтальным участком графика после кристаллизации железа.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
После затвердевания железа на графике наблюдаются два участка постоянной температуры: около $1392\ ^\circ\mathrm{C}$ и $911\ ^\circ\mathrm{C}$. Следовательно, произошло два полиморфных превращения.