Explicaré simplemente como se aplica desde el punto de vista del proceso y pasaré por alto la física aquí. A continuación se muestra un enlace con una explicación simple de nucleación y cambio de fase.
http://www.eng.utah.edu/~lzang/i…
La fusión en metales, como los cambios de fase en otros materiales, a menudo ocurre por nucleación heterogénea, es decir, la fusión puede comenzar en ubicaciones específicas, como superficies o ubicaciones de impurezas. Ciertamente, para lograr una nucleación heterogénea, el material debe calentarse hasta el punto de fusión como mínimo. La fusión es el proceso donde la estructura cristalina organizada del metal se desorganiza (y se vuelve líquida) ya que la energía del calor es suficiente para romper los enlaces atómicos que mantienen el metal en ese estado sólido cristalizado.
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Si no se produce una fusión heterogénea debido a la ausencia de sitios de nucleación, se requiere un sobrecalentamiento (calor superior al punto de fusión) para iniciar la fusión, que a menudo es homogénea (fusión en todos los puntos a la vez).
Se puede ver un caso interesante de congelación homogénea de agua cuando el agua embotellada se almacena a temperaturas bajo cero y permanece líquida hasta que se altera o agita, lo que resulta en la congelación completa del líquido en un instante en la mano mientras agita esa botella (experimento divertido).
El agua también requiere nucleación para el cambio de fase de líquido a gas y se puede sobrecalentar (por encima del punto de ebullición) en un horno de microondas en un recipiente limpio para provocar una erupción peligrosa.
“Fenómenos de agua caliente en erupción: puede producirse una erupción de agua caliente si utiliza un horno microondas para sobrecalentar el agua en una taza limpia …
- Una leve perturbación o movimiento puede hacer que el agua explote violentamente fuera de la taza. Ha habido informes de quemaduras graves en la piel o lesiones escaldantes alrededor de las manos y los rostros de las personas como resultado de este fenómeno.
- Agregar materiales como café instantáneo o azúcar al agua antes de calentar reduce en gran medida el riesgo de erupción de agua caliente. Además, siga las precauciones y recomendaciones que se encuentran en los manuales de instrucciones del horno microondas; específicamente el tiempo de calentamiento “. (1)
Como comentario interesante, la nucleación en metales sólidos también es necesaria para la recristalización en estado sólido en algunas operaciones de recocido (tratamiento térmico). La distribución de los puntos de nucleación afecta directamente el tamaño inicial de los cristales recristalizados (también conocido como tamaño de grano).
En relación con su comentario sobre el calor específico para derretir en un punto específico. .. así es como se diseñan los procesos de soldadura, para controlar la fusión localizada.
- En el caso de la soldadura por puntos (también conocida como soldadura por resistencia), la energía (en este caso, la corriente eléctrica) se concentra o enfoca al punto donde se va a producir la soldadura.
- Cuando el calentamiento de Joule (2) calienta el área de la unión hasta el punto de fusión, el metal (s) se funde y se fusiona, con la nucleación ayudada por la presión de los electrodos, produciendo una soldadura. Esto ocurre a menudo en una fracción de segundo, dependiendo de los materiales y el diseño de la junta.
- En este caso, la fusión ciertamente se localiza donde el calor es suficiente para romper esos enlaces metálicos, lo que resulta en el cambio de fase de sólido a líquido.
Crédito de la foto: ¡Cómo hacer un soldador por puntos!
(1) Use su microondas de manera segura
(2) Ley de Joule | EEP
