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 речовині деяку кількість теплоти. Це пояснюється тим, що для вивільнення молекул твердого тіла з їхніх фіксованих положень необхідно здійснити роботу проти діючих сил міжмолекулярної тяжіння.

Якщо в киплячу воду поставити пробірку з нафталіном, він буде плавитися при 78 ° С і протягом часу плавлення його температура не зміниться (горизонтальний ділянку графіка). Коли нафталін знаходиться в твердому стані або коли він весь став рідиною, його температура монотонно зростає.

Кількість теплоти, необхідне для перетворення 1 кг речовини з твердого стану в рідкий, називають питомою теплотою плавлення. Її одиниця виміру Дж / кг або ккал / кг. Питома теплота плавлення льоду 3,33 105 Дж / кг (79,7 ккал / кг).

Перехід речовини з рідкого стану в твердий називають ненням або кристалізацією. Речовини тверднуть при тій же температурі, при якій плавляться. Протягом процесу затвердіння температура речовини не змінюється. Це видно на графіку залежності температури нафталіну від часу його охолодження. Горизонтальний ділянку графіка відповідає процесу кристалізації нафталіну при 78 ° С.

При твердінні речовини відбувається виділення енергії. Оскільки внутрішня енергія речовини при переході з рідкого стану в твердий зменшується, надлишкова внутрішня енергія виділяється у вигляді тепла і заповнює втрату енергії внаслідок охолодження. При твердінні кристалічної речовини виділяється точно така ж кількість теплоти, що поглинається при його плавленні.

Питома теплота кристалізації – кількість теплоти, що виділяється при кристалізації 1 кг речовини. Питома теплота кристалізації дорівнює по абсолютній величині питомої теплоті плавлення. При перетворенні 1 кг води в лід виділяється енергія 333 кДж.

Задача: Яка кількість теплоти повинен відняти холодильник у 1 кг води, щоб охолодити його від + 20 ° С до -20 ° С?
Рішення: Q = mC1 (t1- t0) + mL + mC2 (t0- t2) = 110 ккал, де m = 1кг – маса, С1 = 1 ккал / кг – питома теплоємність води, t1 = 20 ° – початкова температура води, t0 = 0 ° C – температура затвердіння води, L (лямбда) = 80 ккал / кг – питома теплота затвердіння води, С2 = 0,5 ккал / кг – питома теплоємність льоду, t2 = -20 ° C – кінцева температура льоду.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Плавлення і твердіння