Слайд 2
Переход металла в жидкое состояние при нагревании его
до температуры плавления
Мы знаем, что в кристаллах молекулы (или
атомы) расположены в строгом порядке. Однако и в кристаллах они находятся в тепловом движении (колеблются). При нагревании тела средняя скорость движения молекул возрастает. Следовательно, возрастает и их средняя кинетическая энергия и температура. Вследствие этого размах колебаний молекул (или атомов) увеличивается. Когда тело нагреется до температуры плавления, то нарушится порядок в расположении частиц в кристаллах. Кристаллы теряют свою форму. Вещество плавится, переходя из твёрдого состояния в жидкое.
Слайд 3
Следовательно, вся энергия, которую получает кристаллическое тело после
того, как оно уже нагрето до температуры плавления, расходуется
на разрушение кристалла. В связи с этим температура тела перестаёт повышаться. Опыты показывают, что для превращения различных кристаллических веществ одной и той же массы в жидкость при температуре плавления требуется разное количество теплоты.
Слайд 4
Опыты показывают, что для превращения различных кристаллических веществ
одной и той же массы в жидкость при температуре
плавления требуется разное количество теплоты.
Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние, называется удельной теплотой плавления.
Удельную теплоту плавления обозначают λ (греч. буква «лямбда»). Её единица — 1 Дж / кг.
Слайд 5
Определяют удельную теплоту плавления на опыте. Так, было
установлено, что удельная теплота плавления льда равна 3,4 •
105 — . Это означает, что для превращения куска льда массой 1 кг, взятого при 0 °С, в воду такой же температуры требуется затратить 3,4 • 105 Дж энергии. А чтобы расплавить брусок из свинца массой 1 кг, взятого при его температуре плавления, потребуется затратить 2,5 • 104 Дж энергии.
Слайд 6
Следовательно, при температуре плавления внутренняя энергия вещества в
жидком состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества
в твёрдом состоянии.
Чтобы вычислить количество теплоты Q, необходимое для плавления кристаллического тела массой т, взятого при его температуре плавления и нормальном атмосферном давлении, нужно удельную теплоту плавления λ умножить на массу тела m:
Q = λm.
Из этой формулы можно определить, что
λ = Q / m, m = Q / λ
Слайд 7
Опыты показывают, что при отвердевании кристаллического вещества выделяется
точно такое же количество теплоты, которое поглощается при его
плавлении. Так, при отвердевании воды массой 1 кг при температуре 0 °С выделяется количество теплоты, равное 3,4 • 105 Дж. Точно такое же количество теплоты требуется и для плавления льда массой 1 кг при температуре 0 °С.
Слайд 8
Превращение льда в воду
При отвердевании вещества всё
происходит в обратном порядке. Скорость, а значит, и средняя
кинетическая энергия молекул в охлаждённом расплавленном веществе уменьшаются. Силы притяжения теперь могут удерживать медленно движущиеся молекулы друг около друга. Вследствие этого расположение частиц становится упорядоченным — образуется кристалл. Выделяющаяся при кристаллизации энергия расходуется на поддержание постоянной температуры.
Кристаллизация облегчается, если в жидкости с самого начала присутствуют какие-либо посторонние частицы, например пылинки. Они становятся центрами кристаллизации. В обычных условиях в жидкости имеется множество центров кристаллизации, около которых и происходит образование кристалликов.
Слайд 9
Удельная теплота плавления некоторых веществ (при нормальном атмосферном
давлении)
При кристаллизации происходит выделение энергии и передача её окружающим
телам.
Количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации тела массой т, определяется также по формуле
Q = λm.
Внутренняя энергия тела при этом уменьшается.
Пример. Для приготовления чая турист положил в котелок лёд массой 2 кг, имеющий температуру 0 °С. Какое количество теплоты необходимо для превращения этого льда в кипяток при температуре 100 °С? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, не учитывать.
Слайд 10
Нагревание льда в котелке
Какое количество теплоты понадобилось бы,
если вместо льда турист взял из проруби воду той
же массы при той же температуре?