Co je křivka chlazení?

Chladicí křivka je typ grafu používaného v chemii, fyzice, strojírenství a dalších oborech k mapování postupu chladicí látky. Jedna osa grafu, obvykle osa x, mapuje čas, zatímco teplota je zobrazena na druhé ose. Chladicí křivka obecně klesá zleva doprava, protože teplota v průběhu času klesá. Je důležité si uvědomit, že taková křivka ne vždy postupuje směrem dolů rovnoměrnou rychlostí v průběhu grafu, protože pro znázornění fyzikálních fázových změn, jako je změna vody z ledu, se často používají chladicí křivky. Teplota klesá rovnoměrnou rychlostí, když se voda ochladí na bod mrazu, ale křivka se vyrovná v bodě mrazu, když kapalná voda zamrzne na pevný led.

Progresi chladicí křivky může ovlivnit mnoho různých faktorů. Dva z nejdůležitějších faktorů jsou počáteční teplota chladicí látky, často nazývaná „teplota vylévání“, a teplota prostředí, do kterého je látka nalita. Specifické vlastnosti chladicí látky jsou hlavními určujícími faktory progresi chladicí křivky. Křivku mohou také výrazně ovlivnit další faktory, jako je tlak a objem chladicí látky.

Není neobvyklé, že chladicí křivka zobrazuje fázovou změnu, jako je změna z plynu na kapalinu nebo z kapaliny na pevnou látku. Transformace z vody na led je jedním z nejznámějších a nejrozšířenějších příkladů fázové změny. Když se voda při relativně vysoké teplotě přidá do prostředí při teplotě pod bodem mrazu, zchladí se obecně jednotnou rychlostí, dokud nedosáhne teploty mrazu. V tomto bodě teplota přestane klesat, dokud veškerá voda neztuhne na led. Chladicí voda ztrácí energii ve formě tepla, a proto způsobuje pokles teploty, ale stejná ztráta energie je také nutná pro přechod z kapaliny na pevnou látku, pouze bez odpovídající změny teploty.

Vědci a studenti mohou pomocí různých metod vytvářet křivky chlazení. Nejjednodušší metoda zahrnuje přidání látky do prostředí řízeného teplotou a pomocí teploměru zaznamenávání teploty látky v pravidelných intervalech. Tato metoda je však náchylná k lidské chybě. Jiné metody se místo toho spoléhají na elektronické teplotní senzory a počítačový záznamový software. Taková zařízení a software lze použít k vytvoření přesné chladicí křivky v reálném čase, zatímco se snižuje pravděpodobnost, že experimentální chyba způsobí, že chladicí křivka bude zbytečná.