Home ⇒ 👍Різне ⇒ Чому лід не нагрівається під час танення?

Чому лід не нагрівається під час танення?

Якщо лід помістити в посудину і поставити його над працюючої пальником, посудина нагріється і лід почне танути. Однак до тих пір, поки весь лід не перетвориться в рідину, температура води не підніметься вище 0 ° С (32 ° F), незалежно від ступеня розігріву плити. Це відбувається через те, що вся подводимая до льоду теплота йде на подолання фізичних сил, що зв’язують між собою його молекули.

У льоду молекули води утримуються разом міжмолекулярними зв’язками, що формуються між атомом водню (показаний синім кольором) однієї молекули і атомом кисню (показаний червоним кольором) інший. Результуюча гексагональна кристалічна структура має досить високу міцність. При 0 ° С молекули рухаються настільки швидко, що зв’язки слабшають. Частина міжмолекулярних зв’язків розривається, дозволяючи молекулам води покидати лід з утворенням рідини. Такий процес називається фазовим переходом (вода переходить з твердої фази в рідку), а температура, при якій він протікає, називається точкою плавлення.

Для руйнування зв’язків, які дозволяють воді знаходитися в твердому стані, необхідна енергія, причому в дуже великій кількості, тому вся теплота, що виділяється пальником, йде на розривання цих зв’язків, а не на збільшення температури льоду. Теплота, необхідна для завершення описаного вище фазового перетворення, називається прихованою теплотою плавлення або теплотою фазового переходу, так як ця теплота не приводить до зростання температури. Тільки після того, як останні зв’язки будуть зруйновані і весь лід розплавиться, температура води почне збільшуватися і стане вище 0 ° С.

Як відбувається танення льоду

У льоду молекули води рухаються так повільно, що завжди зберігають зв’язок один з одним, утворюючи тверде тіло. Коли до льоду підводиться теплота (на малюнку праворуч показана у вигляді жовтих кульок), молекули води набувають додаткову енергію і рухаються швидше, проте все ще пов’язані разом у вигляді льоду.
Якщо підведення теплоти триває, молекули води, що знаходяться на поверхні льоду, збільшують швидкість своїх коливальних рухів, розриваючи міжмолекулярні зв’язки, які утримували їх раніше на місці. Ці молекули залишають лід і утворюють рідку фазу води. Подальший підведення теплоти призводить до руйнування залишилися міжмолекулярних зв’язків і поступовому таненню льоду.
Триваючий підведення теплоти, зрештою, дає останнім з молекул замерзлої води достатньо енергії для подолання міжмолекулярних зв’язків, що утримували їх разом у вигляді льоду. Вся вода тепер стала рідиною.
Лід, вода і температура

При підводі до льоду теплоти (малюнок ліворуч) спочатку збільшується його температура. Однак при 0 ° С (32 ° F) зростання температури припиняється і настає фазовий перехід: лід починає танути. Як показує блакитна крива на графіку, додаткове підведення теплоти призводить до подальшого танення льоду, не збільшуючи температуру води. Тільки після того як весь лід перейде в рідкий стан (малюнок над текстом), додаткове підведення теплоти призводить до збільшення температури води.

(2 votes, average: 4.00 out of 5)

Температура, теплота і молекули У звичайному своєму розумінні температура, виміряна термометром, характеризує тепловий стан тіл, тобто наскільки вони тепло чи холодно. З точки зору науки температура є мірою середньої кінетичної енергії молекул речовини, визначається швидкістю їх руху. Наприклад, молекули води при температурі 50 ° С (122 ° F) володіють більшою кінетичною енергією і рухаються швидше, ніж при температурі +5 […]...

Фазові переходи На сторінці “Перенесення тепла” була розглянута формула для обчислення змін теплової енергії тіла при зміні його температури: Q = cmΔT Але, при певних обставинах ця формула не діє – при припливі або відтоку теплової енергії температура тіла не змінюється. Один з найпростіших прикладів подібних випадків, з яким ми стикаємося щодня – це кип’ятіння води. Як […]...

Питома теплота пароутворення Чи знаєте ви, при якій температурі вариться суп? 100°С? Ні більше, ні менше. При тій же температурі закипає чайник, і варяться макарони. Що це означає? Чому при постійному підігріві каструльки або чайника палаючим газом температура води всередині не піднімається вище ста градусів? Справа в тому, що коли вода досягає температури в сто градусів, вся надходяча […]...

Плавлення і твердіння Перехід речовини з твердого стану в рідкий називають плавленням; температура, при якій відбувається цей процес, називають температурою плавлення. Вона залежить від тиску. При атмосферному тиску лід плавиться при 0 ° С, залізо при 1539 ° С, ртуть при -39 ° С, вольфрам при 3410 ° С. Для плавлення речовини необхідно затратити енергію, т. Е. Повідомте […]...

Чому вода не замерзає під товстим шаром льоду У сукупності рідка водна оболонка Землі називається гідросферою, а тверда кріосферу. При нормальному атмосферному тиску (760 мм рт. Ст., 101 325 Па) вода переходить в твердий стан при температурі в 0 ° C. Вода – це одне з небагатьох речовин в природі, які розширюються при переході з рідкої фази в тверду. Лід працює як термоізоляція. […]...

Агрегатні стани речовини Якщо помістити шматок льоду при температурі -20 ° С на нагрівач, то лід, нагрівшись до 0 ° С, почне плавитися. При цьому його температура не буде змінюватися. Коли плавлення льоду закінчиться, що утворилася вода продовжить нагріватися до 100 ° С. При цій температурі вода буде кипіти до тих пір, поки не випарується. Якщо утворився пар […]...

Терморегуляція, Теплота пароутворення Терморегуляція – здатність організму забезпечувати підтримку температури на певному рівні. Вода володіє функцією терморегуляції за рахунок таких своїх показників, як висока питома теплоємність, теплопровідність, теплота пароутворення. Питома теплоємність – фізичне поняття, яке характеризує зміну температури речовини при отриманні або віддачі їм певної кількості теплоти. Вода характеризується високим показником теплоємності, у зв’язку з чим її температура […]...

Чому дорівнює питома теплота плавлення Як відомо, існують три агрегатних стани речовин: тверде, рідке і газоподібне. Тверді тіла при певній температурі стають рідинами. Для кожної речовини характерна своя температура, при якій воно переходить у рідкий стан. Ця температура називається температурою плавлення речовини, а сам процес називається плавленням. Так, лід плавиться при 0 ° C, кисень – при -218 ° C, […]...

Питома теплота пароутворення, плавлення Питома теплота пароутворення – це фізична величина, визначальна відношенням кількості теплоти, потрібної для перетворення рідини в пару, до температури кипіння цієї рідини. Фізичний зміст питомої теплоти пароутворення: питома теплота пароутворення дорівнює кількості теплоти, поглинається одиницею маси рідини при перетворенні її в пару в процесі кипіння. Питома теплота пароутворення якої-небудь рідини дорівнює її питомої теплоти конденсації. […]...

Питома теплота плавлення речовини Отже, для перетворення твердого тіла в рідину мало довести його до температури плавлення. Необхідно додатково (вже при температурі плавлення) повідомити тілу деяку кількість теплоти ^ пл для повного руйнування кристалічної решітки (т. Е. Для проходження ділянки BC). Ця кількість теплоти йде збільшення потенційної енергії взаємодії частинок. Отже, внутрішня енергія розплаву в точці C більше внутрішньої […]...

Танення арктичних льодів Вічні Арктичні льоди можуть повністю розтанути вже до кінця нинішнього століття. До такого висновку прийшли Американські вчені, що проводили аналіз процесів, що відбуваються в Північно-Льодовитому океані. В результаті досліджень, експерти виявили, що процес танення арктичних льодів йде набагато швидше, ніж вважалося раніше. Представники НАСА визначили, що швидкість танення льоду дорівнює 9% від усього обсягу льоду […]...

Чому солона вода не замерзає Незважаючи на те, що вивченням води люди займаються протягом декількох століть, її властивості до цих пір не вивчені. Навіть просте питання про замерзанні води не має однозначної відповіді, наприклад солона вода не замерзає до серйозних негативних температур? Всім відомо, що вода замерзає при нулі градусів. Для цього необхідно, щоб атмосферний тиск дорівнювало 760 мм рт. […]...

Чому шкіра не отримує опік в сауні? Гаряче сухе повітря сауни моментально нагріває шкіру, але не обпалює її. Температура повітря в сауні близька до 100 ° С (212 ° F) – температурі кипіння води на рівні моря – і здається цілком достатньою для того, щоб обпекти шкіру. Справді, попадання киплячої води на шкіру відразу б викликало опік. Проте сауна – це приємна […]...

Чому дорівнює питома теплоємність Питома теплоємність є характеристикою речовини. Тобто в різних речовин вона різна. Крім того, одне й те ж речовина, але в різних агрегатних станах має різною питомою теплоємністю. Таким чином, правильно говорити про питомої теплоємності речовини (питома теплоємність води, питома теплоємність золота, питома теплоємність деревини і т. Д.). Питома теплоємність конкретної речовини показує, скільки тепла (Q) […]...

Випаровування Перехід речовини з рідкого стану в газоподібний (пар) називають випаровуванням. На молекули рідини діють сили тяжіння, що утримують їх поблизу один одного. Щоб речовина могла перейти з рідкого в газоподібний стан, потрібна енергія так само, як у випадку переходу речовини з твердого в рідкий стан. Але у випадку випаровування молекули віддаляються один від одного на […]...

Чому вода замерзає зверху? Першою ознакою зими є плаваючий на поверхні ставків і озер лід. Це може здатися тривіальним і не дуже важливим, але якби вода вела себе аналогічно практично всім інших рідин, ніхто б не зміг кататися на ковзанах на ставку, тому що лід опускався б на дно відразу ж після свого утворення. Що ще гірше, Земля в […]...

Питома теплоємність, теплота плавлення і паротворення Кількість теплоти – це енергія, що отримується тілом, яка призводить до зростання його внутрішньої енергії і температури. Навпаки, тіла, що втратили якусь кількість теплоти, зменшують свою внутрішню енергію і охолоджуються. Внутрішню енергію тіла можна змінити або вчинивши роботу над ним, або змінивши його температуру. Процес, при якому внутрішня енергія даного тіла змінюється, але при цьому […]...

Чому руйнуються гори? Щільність майже всіх речовин у твердому стані більше, ніж у рідкому. Найважливішим винятком є найпоширеніша на Землі рідина – вода: щільність льоду менше щільності води в рідкому стані. Тому при замерзанні води її об’єм збільшується. Ця особливість води робить її руйнівником гір: коли потрапила в тріщину вода замерзає, лід з великою силою розширює тріщину. З […]...

Конденсація Конденсацією називають процес переходу молекул пари в рідину. При конденсації пари виділяється теплота (відбувається процес переходу кінетичної енергії молекул у внутрішню енергію рідини). Кількість теплоти, що виділилася при конденсації 1 кг речовини в рідину, називають питомою теплотою конденсації. Питома теплота конденсації речовини дорівнює по абсолютній величині питомої теплоті паротворення того ж речовини. Процесами конденсації пояснюється […]...

Згорання палива Згорання палива – це хімічний окислювальний процес. При згорянні атоми вуглецю З об’єднуються з атомами кисню О, формуючи молекули. Внаслідок, зазначеного процесу йде виділення енергії, застосовуваної людьми для технічних потреб. При описі властивостей палива застосовують такий параметр, як теплотворність. Теплотворність характеризує кількість теплоти, що виділяється при згорянні 1 кг палива. У фізиці теплотворності пропорційно поняття […]...

Кристалізація Кристалізація – це фазовий перехід речовини з рідкого в твердий стан, тобто процес, зворотний плавлення. Процес кристалізації відбувається з виділенням теплоти, яку потрібно відводити від речовини. Температура збігається з точкою плавлення, весь процес описується формулою: Q = λm, де Q – кількість теплоти; Λ – теплота плавлення; M – маса. Ця формула описує як кристалізацію, […]...

Процес кипіння Якщо рідина нагрівати, то при певній температурі вона закипить. При кипінні рідини утворюються бульбашки, які піднімаються наверх і лопаються. У бульбашках міститься повітря, в якому присутня водяна пара. Коли бульбашки лопаються, то пар виривається, і, таким чином, рідина інтенсивно випаровується. Різні речовини, що знаходяться в рідкому стані, киплять при своїй, характерною для них температурі. Причому […]...

Чому вода хороший накопичувач тепла Вода – це одне з найбільш незвичайних речовин на планеті. Людина використовує воду у всіх сферах свого життя. Але вчені до цих пір не вивчили властивості води до кінця. Здатність води переходити в агрегатні стани з різними фізичними характеристиками – це чи не загадка природи? Однією з важливих характеристик води є її теплоємність. Вода може […]...

Питома теплота плавлення У попередньому параграфі ми розглядали графік плавлення і затвердіння льоду. З графіка видно, що, поки лід плавиться, температура його не змінюється. І лише після того, як весь лід розплавиться, температура утворюваної рідини починає підвищуватися. Але ж і під час процесу плавлення лід отримує енергію від згораючого в нагрівачі палива. А із закону збереження енергії випливає, […]...

Чому вода розчиняє сіль Вода, будучи універсальним рідким розчинником, змішується не тільки з багатьма іншими рідинами, а й з газами, кислотами, спиртами і твердими речовинами. Мабуть, найбільш наочним прикладом розчинення твердих речовин у воді можна вважати приготування розчину кухонної солі, який часто використовується в кулінарії. Чому ж вода так добре розчиняє сіль? Якщо підійти до питання серйозно, і застосувати […]...

Кількість теплоти: доповідь Мірою зміни внутрішньої енергії в процесі теплопередачі є кількість теплоти. Кількість теплоти позначається буквою Q, одиниця кількості теплоти – джоуль. Кількість теплоти Q, отримане або віддане тілом масою т в процесі теплопередачі, розраховується за формулою: Q = cm (T2 – T1), Де c – питома теплоємність речовини, T2 – початкова температура тіла, T1 – кінцева […]...

Чому сніг скрипить Снег – обложні атмосферні опади, що складаються з кристалів льоду. Кристали утворюються при замерзанні в хмарах притягнутих до пиловим частинкам крапель вологи. Невеликі кристали при міграції в хмарі збільшуються в розмірах, в результаті подальшого конденсування на їх поверхні вологи. Сніжинки мають форму шестикутника. Структура молекул води забезпечує можливість утворення в кристалах кутів тільки двох значень: […]...

Питома теплота пароутворення – конспект Кипіння, як ми бачили, теж випаровування, тільки супроводжується воно швидким утворенням і зростанням бульбашок пари. Очевидно, що під час кипіння необхідно підводити до рідини певну кількість теплоти. Ця кількість теплоти йде на утворення пара. Причому різні рідини однієї і тієї ж маси вимагають різну кількість теплоти для звернення їх в пар при температурі кипіння. Дослідами […]...

Три стани речовини Речовина може зустрічатися нам в 3-х видах або, як кажуть у фізиці, агрегатних станах: Газоподібному; Рідкому; Твердому. Один з найпростіших способів переводити речовини в різні агрегатні стани є зміна температури. Найчастіше ми бачимо воду в рідкому вигляді. Але якщо її нагріти, то вона перетворюється в пар. А якщо охолодити, то в лід або сніг. Виходить, […]...

Теплопровідність Явище теплопровідності являє собою процес передачі кінетичної енергії теплового руху від молекул нагрітого тіла (частини тіла) молекулам холодного тіла (частини тіла) в процесі їх зіткнень. При цьому самі молекули не покидають своїх місць. Процес теплопровідності відбувається тільки при наявності різниці температур тіл або частин тіла. Згідно законам фізики кількість теплоти Q, передане в результаті теплопровідності […]...

Тепловий рух. Температура У навколишньому світі відбуваються різні фізичні явища, які пов’язані з нагріванням і охолодженням тіл. Ми знаємо, що при нагріванні холодна вода спочатку стає теплою, а потім гарячою. Такими словами, як “холодний”, “теплий” і “гарячий”, ми вказуємо на різну ступінь нагрітості тіл, або, як кажуть у фізиці, на різну температуру тіл. Температура гарячої води вище температури […]...

Чому в киплячій воді утворюються бульбашки пара? Будь-яка рідина при нагріванні з часом досягає температури, при якій вона починає кипіти. Під час кипіння бульбашки пара утворюються у всьому об’ємі рідини, піднімаються на її поверхню і лопаються, вивільняючи гаряча пара в повітря. Вода кипить при температурі 100 ° С (212 ° F). При температурі кипіння кожна молекула має достатньо енергії для подолання сил, […]...

Чому дорівнює питома теплота згоряння Відомо, що багато речовин горять. При цьому виділяється велика кількість тепла (Q), і утворюються інші речовини. Так, наприклад, в процесі горіння вугілля (C) він взаємодіє з киснем повітря (O2). При цьому утворюється оксид вуглецю (CO2) і виділяється тепло. Чому ж при горінні виділяється тепло? Тепло – це енергія. У молекулах атоми зв’язані між собою хімічними […]...

Енергія палива Всім відомо, що в нашому житті величезну роль відіграє використання палива. Паливо застосовують практично в будь-якій галузі сучасної промисловості. Особливо часто застосовується паливо, отримане з нафти: бензин, гас, соляр та інші. Також застосовують горючі гази (метан та інші). Звідки береться енергія у палива Відомо, що молекули складаються з атомів. Для того, щоб розділити яку або […]...

Плавлення і кристалізація Перехід речовини з твердого кристалічного стану в рідкий називається плавленням. Щоб розплавити тверде кристалічне тіло, його треба нагріти до певної температури, тобто підвести тепло. Температура, при якій речовина плавиться, називається температурою плавлення речовини. Зворотний процес – перехід з рідкого стану в твердий – відбувається при зниженні температури, тобто тепло відводиться. Перехід речовини з рідкого стану […]...

Кипіння рідини На відміну від випаровування, яке відбувається при будь-якій температурі рідини, інший вид пароутворення – кипіння – можливий лише при абсолютно значенні (при певному тиску) температури кипіння. При нагріванні води у відкритій скляній посудині можна побачити, що по мірі збільшення температури стінки і дно посудини покриваються дрібними бульбашками. Вони утворюються в результаті розширення дрібних бульбашок повітря, […]...