Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Температура плавления и удельная теплота плавления некоторых веществ

Температура плавления и удельная теплота плавления некоторых веществ.

Дата:23.04.2020

Тема урока: Кристаллизация и деформация твердых тел

Домашнее задание: заполнить таблицу в тетради, Ответить на теоритические вопросы, решить задачи.

Кристаллические тела.

Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое при температуре плавления называют плавлением. Обратный процесс — называют отвердиванием или кристаллизацией.

l — удельная теплота плавления.

Кристаллы — это твёрдые тела, атомы или молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве.

Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называют анизотропией. Пример, слюда.

Твёрдое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллическим (металлы, сахар). Одиночные кристаллы называют монокристаллами.

К свойствам твердых тел относятся: упругость, пластичность, хрупкость.

Аморфные тела.

Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твёрдыми телами и жидкостями. У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов, только ближайшие атомы в определённом порядке. Строгой повторяемости по всем направлениям, характерной для кристаллов нет (стекло, смола, канифоль, сахарный леденец). Аморфные тела при низких температурах по свойствам напоминают твёрдые тела. По мере повышения температуры постепенно размягчаются и их свойства всё более приближаются к свойствам жидкостей. Определенной температуры плавления у аморфных тел нет.

Виды деформации твердых тел.

Деформацией называется изменение формы или объема тела.

Деформации, которые полностью исчезают после прекращения действия внешних сил, называются упругими(пружины, стальные шарики, резиновый шнур).

Деформации, которые не исчезают после прекращения внешних сил, называются пластическими (глина, воск, свинец).

Упругие деформации делятся на:

а) Деформация растяжения (сжатия). Деформацию растяжения испытывают тросы, канаты, цепи в подъемных устройствах, стяжки между вагонами. Деформацию растяжения испытывают тросы, канаты, цепи в подъемных устройствах, стяжки между вагонами. Деформацию растяжения (сжатия) характеризуют абсолютным и относительным удлинением D ℓ = ℓ-ℓ, где

D ℓ — абсолютное удлинение, м;

ℓ — начальная длина, м;

– конечная длина, м.

— относительное удлинение.

b) Деформация сдвига. Деформацию, при которой происходит смещение слоев тела относительно друг друга, называют деформацией сдвига. Деформациям сдвига подвергнуты все балки в местах опор, заклепки, болты скрепляющие детали. Сдвиг на большие углы может привести к разрушению – срезу. Срез происходит при работе ножниц, долота, зубьев пилы.

с) Изгиб и кручение. Изгиб – более сложный вид деформации, который испытывают например, нагруженная балка. Кручение происходит при завертывании болтов, вращении валов машин, сверл.

Механические свойства твердых тел.

Механическим напряжением называют отношение модуля силы упругости к площади поперечного сечения:

При малых деформациях напряжение прямо пропорционально относительному удлинению: s = Е* e., где Е – модуль упругости или модуль Юнга. Модуль Юнга характеризует сопротивляемость материала упругой деформации растяжения или сжатия. Чем больше модуль Юнга, тем меньше деформируется тело.

Закон Гука запишем в другом виде:

если обозначить где, k — жесткость тела.

Максимальное напряжение s пред при котором еще выполняется закон Гука называют пределом пропорциональности.

Максимальное напряжение s уп при котором еще не возникают заметные остаточные деформации, называют пределом упругости.

Предел упругости превышает предел пропорциональности лишь на сотые доли процента.

Предел прочности.

При постройке машин и сооружений всегда создают запас прочности. Запасом прочности называется величина , показывающая, во сколько раз разрушающая нагрузка в самом напряженном месте конструкции, больше чем фактическая максимальная нагрузка. Разрыв материала происходит после того, как напряжение достигает максимального значения, называемого пределом прочности (исследуемый образец растягивается без увеличения внешней нагрузки вплоть до разрушения).

Диаграмма разрушения полученная экспериментально, дает достаточно полную информацию о механических свойствах материала и позволяет оценить его прочность.

Заполните таблицу:

Физическая величинаОбозначениеЕдиницы измерения
Удельная теплота плавления Теплота плавления Длина Абсолютное удлинение Относительное удлинение Механическое напряжение Сила Площадь Модуль упругости (модуль Юнга) Жесткость

Решите задачи:

1. Чугунный цилиндр массой 100 г, нагретый до температуры 100 0 С, поставлен на лед, имеющий температуру 0 0 С, какое количество льда расплавится под цилиндром, когда он остынет до 0 0 С?

2. Под действием какой силы, направленной вдоль оси стержня, в нем возникает напряжение 150 Мпа. Диаметр стержня равен 0,4 см.

3. Какой запас прочности имеет стальной стержень с площадью поперечного сечения 3 см 2 , к которому подвешен груз массой 7,5 т, если разрушающее напряжение для данной марки стали равно 600 МПа?

4. Какое количество теплоты нужно, чтобы обратить в пар лед массой 5 кг, взятый при температуре -15 0 С?

Читайте так же:
Марка красного облицовочного кирпича

5. Каким должен быть диаметр стержня крюка подъемного крана, чтобы при равномерном подъеме груза, вес которого 25 кН, напряжение в стержне не превышало 60 МПа?

6. Каково механическое напряжение у основания кирпичной стены высотой 20 м? Одинаковой ли должна быть прочность кирпичной кладки в основании стены и в ее верхней части?

7. С какой высоты должен падать свинцовый шарик, чтобы при ударе о землю он расплавился? Начальная температура шарика 27 0 С, а на нагревание расходуется 60% энергии шарика.

8. С какой скоростью должна вылететь из ружья свинцовая дробинка при выстреле, сделанном вертикально вниз с высоты 100 м, чтобы при ударе о неупругое тело она полностью рапсплавилась? Начальная температура дробинки 500 К. Считать, что на нагревание и плавление пули пошла половина ее механической энергии, т.е. что КПД удара 50% (ответ: 382 м/с).

9. Какой максимальный груз можно поднимать на канате, состоящем из двухсот стальных проволок диаметром 1 мм, при запасе прочности, равном 5? При равномерном подъеме? При подъеме с ускорением 0,5 м/с 2 ? Предел прочности стали принять равным 0,5 Гпа.

Температура плавления и удельная теплота плавления некоторых веществ.

ВеществоТпл , Кλ, Дж/кгВеществоТпл , Кλ, Дж/кг
Вода, лед Вольфрам273 36833,35 · 10 5 2, 6 · 10 4Олово Свинец505 6005,8 · 10 5 2,5 · 10 4

Домашнее задание

1. Какое количество теплоты необходимо, чтобы 2 кг льда взятого при температуре -20 0 С довести до температуры плавления, расплавить, а воду нагреть до кипения?

2. С высоты Н свободно падает кусок металла с удельной теплоемкостью с. На сколько поднялась его температура при ударе о землю, если считать, что 10% его механической энергии при ударе превращается в теплоту (КПД 10%).

3. В углубление, сделанное в куске льда, взятого при температуре t = 0 0 С, влит расплавленный свинец при температуре t1 = 400 0 С. Сколько свинца было влито (m1 — ?), если он остыл до 0 0 С и при этом растопил m2 = 270 г льда? Удельная теплота кристаллизации (плавления) льда λ = 2,5·10 4 Дж/кг, удельная теплоемкость жидкого и твердого свинца с = 130 Дж/(кг К), температура плавления и кристаллизации свинца t = 327 0 С, удельная теплота плавления льда λ2 = 3,3·10 5 Дж/кг (ответ: 1,2 кг).

Теоретические вопросы:

1. Что общего и в чем отличие между аморфным телом и кристаллом?

2. Анизотропия, изотропия.

4. Плавление и кристаллизация.

5. Физический смысл удельной теплоты плавления.

6. Как изменяются объем и плотность вещества при плавлении?

7. Особенности отвердевания воды.

8. Зависимость температуры плавления от давления.

9. Виды кристаллических структур и их свойства.

10. Виды деформации твердых тел.

11. Механические свойства твердых тел

13. Предел упругости и предел прочности

1. Кабардин О.Ф. Физика. Справочные материалы. § 29, 30.

2. Жданов Л.С. Жданов Г.Л. Физика. § гл. 12.

3. Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б. Физика – 10. § 18, 19.

Плавка,
выплавка:

  • — переработка материалов (руд, металлов и т. д.) в плавильных печах с получением конечного продукта в жидком виде;

  • — разовый цикл переработки материалов (руд, металлов и т. д.) в плавильных печах, а также полученный в этом процессе продукт.
  • Плавка вакуумная

    — плавка металлов и сплавов в вакууме. Осуществляется в вакуумных печах. Позволяет очищать металл от газов (азота, кислорода, водорода и т. д.), примесей и неметаллических включений. Применяется для получения высококачественных металлов и сплавов.

    Плавка доменная,
    процесс доменный

    — выплавка чугуна из железорудных материалов в доменной печи. В процессе доменной плавки происходит встречное движение нисходящего потока шихты (смеси железной руды, агломерата или окатышей, флюсов и кокса), загружаемой в доменную печь сверху, и восходящего потока газов, которые образуются при сжигании топлива в горне печи. В результате взаимодействия потоков содержащиеся в руде оксиды железа восстанавливаются под действием углерода кокса и оксида углерода, который образуется при горении кокса. Полученное железо, взаимодействуя с коксом, науглероживается. В металл в небольших количествах переходят также восстановленные из шихты марганец, кремний, сера и фосфор. Жидкий чугун стекает в горн печи. Расплавленная пустая порода руды, зола кокса и флюсы образуют шлак, который из-за меньшей плотности всплывает над слоем чугуна. Из доменной печи чугун и шлак периодически по мере накопления выпускают раздельно через специальные отверстия (лётки). Температура выпускаемого чугуна составляет обычно от 1380 до 1420°C, а шлака – от 1450 до 1500°C.

    Читайте так же:
    Кирпич полнотелый м100 м125

    Плавка кивцэтная,
    плавка кислородно-взвешенная
    циклонная электротермическая

    — метод плавки, применяемый в цветной металлургии, при котором шихта плавится в токе кислорода в циклонной печи и плавильной камере, а в электротермической части агрегата производится разделение продуктов плавки, восстановление и отгонка некоторых металлов. Кивцэтный метод плавки применяется для переработки медных, медно-цинковых, медно-никелевых, свинцовых, свинцово-цинковых и медно-оловянных руд.

    Плавка пиритная

    — плавка в шахтных печах медно-пиритных (медно-колчеданных) руд, содержащих не менее 36% серы, в смеси с кварцем и известняком за счёт тепла, получаемого при окислении пирита (сульфид железа FeS2). Продуктами пиритной плавки являются медный штейн, шлак и сернистый газ. В настоящее время пиритная плавка не имеет промышленного применения ввиду ограниченности распространения кусковых пиритных руд, но она послужила основой для развития полупиритной, медно-серной и автогенной плавок.

    Плавка полупиритная

    — плавка в шахтных печах сернистых медно-пиритных (медно-колчеданных) руд, содержащих от 15 до 30% серы, в смеси с кварцем и известняком с добавкой кокса. Недостаток тепла от окисления пирита (по сравнению с пиритной плавкой) компенсируется теплом от сгорания кокса. Степень десульфурации при полупиритной плавке превышает 60%, поэтому штейны получаются с повышенным содержанием меди.

    Плавка содовая

    — переработка сульфидных свинцовых концентратов плавкой с кальцинированной содой в руднотермической печи. Масса соды обычно составляет от 80 до 100% от массы концентрата. В результате процесса свинец (до 98%), сурьма, мышьяк, висмут, золото и серебро переходят в черновой свинец, медь — в медно-натриевый штейн, кадмий — в улавливаемую пыль, остальные металлы и сера — в содовый шлак (плав), а цинк в зависимости от особенностей процесса — в содовый шлак или улавливаемую пыль. При содовой плавке сокращается производственный цикл выплавки свинца и достигается его высокое извлечение. Недостаток процесса — большой расход соды.

    Плавка тигельная,
    процесс тигельный

    — процесс выплавки высококачественных металлов и сплавов (меди, бронзы, стали и т. д.) в тиглях. Древнейший способ плавки, использовавшийся первоначально в странах Древнего Востока. Сталь, произведённая этим способом, использовалась в основном для производства холодного оружия, бритвенных лезвий и часовых пружин. Тигельная плавка стали широко использовалась с середины 18 века до начала 20 века, но затем была вытеснена электроплавкой.

    Плавкий предохранитель

    — электрическое защитное устройство, содержащее элемент, который плавится при силе тока, превосходящей допустимое значение, и отключает электрическую цепь от источника питания. В электрическую цепь включается последовательно с защищаемыми устройствами. Плавкий элемент предохранителя представляет собой металлическую проволоку, стержень или пластину из сравнительно легкоплавкого металла (цинка, свинца, олова, серебра, меди и т. д.).

    Плавление

    — переход вещества из твёрдого кристаллического состояния в жидкое. Фазовый переход первого рода, происходящий с поглощением теплоты. Главными характеристиками плавления чистых веществ являются температура плавления Tпл и удельная теплота плавления λ (теплота необходимая для плавления единицы массы вещества). Температура плавления зависит от природы вещества и давления. Наличие определённой температуры плавления является признаком правильного кристаллического строения твёрдых тел. По этому признаку их можно отличить от аморфных твёрдых тел, которые переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры. Плавление сплавов происходит в интервале температур, который зависит от состава сплава и давления.

    Плавления удельная теплота

    — теплота плавления единицы массы вещества. Единица измерения — Дж/кг. Величина удельной теплоты плавления равна величине удельной теплоты кристаллизации для рассматриваемого вещества.

    Плавленный кварц,
    кварцевое стекло

    — однокомпонентное силикатное стекло, получаемое из горного хрусталя, жильного кварца, кварцевого песка или синтетического кварца. От других неорганических стёкол отличается более высокой термостойкостью, огнеупорностью, радиационной стойкостью и химической стойкостью к действию щелочей и кислот. Выпускается прозрачное и непрозрачное кварцевое стекло.
    Для изготовления прозрачного кварцевого стекла используется горный хрусталь и синтетический кварц. Оно состоит на 99,99% из двуокиси кремния SiO2. Обладает наименьшим показателем преломления среди силикатных стёкол и наиболее высокой прозрачностью в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Применяется прозрачное кварцевое стекло в производстве оптических приборов, ламп, стеклянных волокон, смотровых стёкол и т. д.
    Непрозрачное кварцевое стекло изготавливают из кварцевого песка и жильного кварца. Оно содержит не более 0,6% окиси алюминия Al2O3, не более 0,025% окиси железа Fe2O3, не более 0,1% окиси кальция CaO, не более 0,06% окиси магния MgO и не менее 96,6% двуокиси кремния SiO2. Непрозрачность объясняется большим количеством мелких газовых пузырьков, рассеивающих свет. Применяют непрозрачное кварцевое стекло для изготовления электроизоляторов, лабораторной посуды, тиглей, стеклобруса, муфелей и т. д.

    Читайте так же:
    Лицевой керамический кирпич terca terra

    На верхней фотографии смотровые стёкла из прозрачного кварцевого стекла, а на нижней — тигли из непрозрачного кварцевого стекла.

    Агрегатные состояние вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания кристаллических тел. Удельная теплота плавления

    Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

    820. Чем отличаются молекулы воды от молекул водяного пара?
    Молекулы одинаковые. Различны расстояния между ними и скорости их движения.

    821. Отличаются ли молекулы железа в болванке от молекул железа в расплавленном состоянии?
    Нет.

    822. С помощью таблиц определите, у какого вещества температура плавления выше: у серебра или стеарина?
    Температура плавления серебра выше.

    823. В сосуде с водой при 0 °С плавают куски льда. Что будет происходить: лед таять или вода замерзать? От чего это зависит?
    При сохранении температуры воды система будет находиться в равновесии – лед не будет таять, а вода не будет замерзать.

    824. Почему при плавлении или отвердевании температура тел не меняется?
    Потому что вся энергия тратится на разрушение или восстановление кристаллической решетки.

    825. Существует ли температура плавления для аморфных тел?
    Нет.

    826. Используя табличные данные, определите, у какого вещества температура плавления выше: у цезия или золота.
    Температура плавления золота больше.

    827. Можно ли для измерения температуры наружного воздуха использовать термометры со ртутью?
    Нельзя, так как ртуть замерзает при -38,83°С.

    828. В помещение, температура в котором 0 °C, внесли тающий лед. Будет ли он в этом помещении таять?
    При сохранении постоянной температуры лед таять не будет.

    829. Будет ли плавиться серебро, если его бросить в расплавленное железо?
    Температура плавления серебра меньше температуры плавления железа, поэтому серебро будет плавиться.

    830. Почему весной возле реки с плывущими по ней льдинами холоднее, чем вдали от нее?
    Потому что льдины поглощают тепло.

    831. Вода массой 125 кг при 0 °С превратилась в лед. Какое количество теплоты при этом выделилось?

    832. Домашним ледником может служить ящик с двойными стенками, пространство между которыми заполнено льдом. Почему внутри такого ледника даже летом температура не поднимается выше 0 °С?
    Лед будет постоянно охлаждать ящик, и температура внутри такого ледника не будет подниматься выше 0°С.

    833. Почему поставленный на огонь чайник, когда в нем есть вода, просто кипит, а будучи пустым – раскаляется докрасна?
    Потому что стенки чайника ведут теплообмен с водой и не раскаляются больше температуры кипения воды.

    834. Будет ли плавиться свинец, если его довести до точки плавления и затем прекратить нагрев?
    Не будет.

    835. Удельная теплота плавления олова равна 59 кДж/кг. Что это означает?
    Чтобы расплавить 1 кг олова нужно затратить 59 кДж энергии.

    836. Во сколько раз больше теплоты идет на плавление 2 кг чугуна, чем на нагревание 2 кг чугуна на 1 °С?

    837. Лед массой 3 кг при температуре 0 °С растаял. Сколько энергии при этом было затрачено?

    838. Кусок алюминия массой 10 кг, взятый при температуре плавления 660 °С, полностью расплавился. Какое для этого потребовалось количество теплоты?

    839. На рисунке 85 дан график изменения температуры твердого тела при нагревании.
    Определите по этому графику:
    а) при какой температуре плавится это тело;
    б) как долго длилось нагревание от 60° до точки плавления;
    в) как долго длилось плавление;
    г) до какой температуры было нагрето вещество в жидком состоянии.

    а) тело плавится при температуре 80°С;
    б) нагревание длилось 4 мин;
    в) плавление длилось 4 мин;
    г) максимальная температура нагрева вещества 87,5°.

    840. Почему для измерения температуры наружного воздуха в холодных районах применяют термометры со спиртом, а не с ртутью?
    При низких температурах ртуть замерзает, а спирт — нет.

    841. Будет ли плавиться олово, если его бросить в расплавленный свинец?
    Будет, потому что температура плавления олова ниже, чем у свинца.

    842. Чем выше температура накаленного тела, тем ярче оно светится. Волоски электрических ламп делают из металлов вольфрама, тантала и иридия. Чем можно объяснить употребление этих металлов для нитей лампочек?
    Данные металлы обладают высокой температурой плавления и малой удельной теплоемкостью. Это позволяет нагревать металл до высоких температур, не расплавляя его.

    Читайте так же:
    Станок для легкого кирпича

    843. В каком состоянии находится спирт при температуре -120 °С?
    При данной температуре спирт замерзает и становится твердым телом.

    844. В каком состоянии находится железо при температуре 1500 °С?
    Температура плавления железа 1538°С, поэтому при 1500°С железо остается в твердом состоянии.

    845. Кусок меди массой 4 кг расплавился. На сколько увеличилась его внутренняя энергия?

    846. Сколько энергии понадобится для расплавления свинца массой 10 кг, взятого при температуре плавления?

    847. Сколько энергии будет затрачено для расплавления свинца массой 10 кг, взятого при начальной температуре 27 °С?

    848. Какое количество теплоты затрачено на расплавление 1 т железа, взятого при температуре 10 °С?

    849. Свинец объемом 10 см3, взятый при начальной температуре 20 °С, полностью расплавился. Какое количество теплоты было при этом затрачено?

    850. На плавление какого металла, взятого при температуре 20 °С, нужно большее количество энергии: на 1 г меди или 1 г серебра? На сколько больше?

    851. В каком случае требуется большее количество энергии и на сколько: на плавление 1000 кг железа или 1000 кг алюминия, если и железо, и алюминий взяты при начальной температуре 10 °С?

    852. На рисунке 86 изображены графики зависимости температуры от времени для слитка свинца (I) и слитка олова (II) одинаковой массы. Количество теплоты, получаемое каждым телом в единицу времени, одинаково. Определите по графику:
    1) У какого слитка температура плавления выше?
    2) У какого металла больше удельная теплоемкость?
    3) У какого металла больше удельная теплота плавления?

    1) у слитка свинца температура плавления выше;
    2) удельная теплоемкость олова больше;
    3) удельная теплота плавления у олова больше.

    853. Нагревают два сосуда: в одном находится 0,2 кг воды при температуре 0 °С, в другом – 200 г снега. Одинаково ли будет повышаться температура в сосудах при одинаковой мощности нагревателя? Постройте график зависимости температуры каждого сосуда от получаемого количества теплоты.

    854. Какое количество теплоты потребуется для превращения 10 кг льда в воду при 0 °С?

    855. Какое количество теплоты потребуется для превращения 150 кг льда с температурой -8 °С в воду при температуре 0 °С?

    856. Рассчитайте количество теплоты, потребное для превращения 20 кг льда при -4 °С в воду при 100 °С.

    857. В банке содержится 2 кг воды при температуре 18 °С. Какое количество теплоты отдает вода охлаждающей смеси, в которую погружена банка, если вся вода в банке превращается в лед с температурой 0 °С?


    858. В медный калориметр весом 200 г налито 100 г воды при 16 °С. В воду бросили кусочек льда при 0°С весом 9,3 г, который целиком расплавился. Окончательная температура воды после этого установилась 9 °С. Определите на основании этих данных удельную теплоту плавления льда.

    859. Какое количество теплоты потребно для расплавления 1 кг железа, взятого при температуре 20 °С?

    860. В 5 л воды при температуре 40 °С опустили 3 кг льда. Сколько льда растает?

    861. В калориметр налили 0,2 кг воды при температуре 25 °С. Какова будет температура этой воды, если в ней растает 5 г льда?

    862. Ледяной калориметр представляет собой массивный куб из льда, внутри которого выдолблено углубление и закрыто толстой крышкой из льда (рис. 87). В такой калориметр положили латунную гирю массой 1000 г, нагретую до 100 °С. Сколько граммов льда растает в этом калориметре к тому моменту, когда гиря остынет до 0 °С?

    863. КПД спиртовки 10%. Сколько нужно сжечь спирта в спиртовке, чтобы расплавить 1 кг льда при 0 °С?

    864. Сколько требуется сжечь каменного угля в печи, чтобы расплавить 100 т чугуна, взятого при температуре 20 °С, если КПД печи 40%?

    865. В водопаде высотой 32 м ежесекундно падает 3,5 м3 воды. Какое количество энергии можно получить в час от этого водопада? Какое количество каменного угля надо сжигать каждый час, чтобы получить то же самое количество энергии?

    Удельная теплота плавления

    Содержание:

    Под плавлением в физике подразумевают процесс превращения тела из твердого состояния в жидкое, под действием температуры. Классическим повсеместным примером плавления из жизни является таяние льдов, их превращение в воду, или превращение твердого куска олова в жидкий припой под действием паяльника. Передача тому или иному телу определенного количества тепла может изменить его агрегатное состояние, это удивительное свойство твердых тел превращаться в жидкие под действием температуры имеет большое значение для науки и техники. Ученым (а также техникам, инженерам) важно знать при каких температурах плавятся те или иные металлы (а порой и не только металлы), и для этого в физику вошло такое понятие как «удельная теплота плавления». О том, что означает удельная теплота плавления, какая ее формула расчета, читайте далее.

    Читайте так же:
    Технические характеристики утолщенного кирпича

    Почему твердое тело становится жидким?

    Но давайте для начала разберем, как происходит сам процесс плавления на атомно-молекулярном уровне. Как мы знаем, в любом твердом теле все атомы и молекулы находятся четко и упорядочено в узлах кристаллической решетки, благодаря этому твердое тело и является твердым.

    Но что происходит, если мы начинает это самое гипотетическое твердо тело сильно нагревать – под действием температуры атомы и молекулы резко увеличивают свою кинетическую энергию и по достижении определенных критических значений, они начинают покидать кристаллическую решетку, вырываться из нее. А само твердое тело начинает буквально распадаться, превращаясь в некое жидкое вещество – так происходит плавление.

    При этом процесс плавления происходит не резким скачком, а постепенно. Также стоит заметить, что плавление относится к эндотермическим процессам, то есть процессам, при которых происходит поглощение теплоты.

    Процесс обратный к плавлению называют кристаллизацией – это когда тело из жидкого состояния наоборот превращается в твердое. Если вы оставите воду в морозилке, она через какое-то время превратится в лед – это самый типичный пример кристаллизации из реальной жизни.

    Определение

    Удельной теплотой плавления называют физическую величину равную количеству тепла (в джоулях), которое необходимо передать твердому телу массой 1 кг, чтобы полностью перевести его в жидкое состояние. Удельную теплоту плавления обозначают греческой буквой «лямбда» – λ.

    Формула удельной теплоты плавление выглядит так:

    Где m – масса плавящегося вещества, а Q – количество тепла, переданное веществу при плавлении.

    Зная значение удельной теплоты плавления, мы можем определить, какое количество тепла необходимо передать для тела с той или иной массой, для его полного расплавления:

    Для разных веществ удельная теплота плавления была определена экспериментально.

    Единица измерения

    Многих интересует вопрос, в каких единицах измеряется удельная теплота плавления. Так вот, удельная теплота плавления измеряется в Джоулях на килограмм – Дж/кг.

    Таблица удельной теплоты плавления

    Значение удельной теплоты для разных веществ: золота, серебра, цинка, олова и многих других металлов можно найти в специальных таблицах и справочниках. Обычно эти значения приводятся в виде таблицы.

    Вашему вниманию таблица удельной теплоты плавления разных веществ

    Вещество10 5 * Дж/кгккал/кгВещество10 5 * Дж/кгккал/кг
    Алюминий3,892Ртуть0,13,0
    Железо2,765Свинец0,36,0
    Лед3,380Серебро0,8721
    Медь1,842Сталь0,820
    Нафталин1,536Цинк1,228
    Олово0,5814Платина1,0124,1
    Парафин1,535Золото0,6615,8

    Интересный факт: самым тугоплавким металлом на сегодняшний день является карбид тантала – ТаС. Для его плавления необходима температура 3990 С. Покрытия из ТаС применяют для защиты металлических форм, в которых отливают детали из алюминия

    Рекомендованная литература и полезные ссылки

    • Енохович А. С. Краткий справочник по физике. — М.: «Высшая школа», 1976. — С. 114. — 288 с.
    • Atkins, Peter & Jones, Loretta (2008), Chemical Principles: The Quest for Insight (4th ed.), W. H. Freeman and Company, с. 236, ISBN 0-7167-7355-4
    • Hoffer J. K., Gardner W. R., Waterfield C. G., Phillips N. E. Thermodynamic properties of 4He. II. The bcc phase and the P-T and VT phase diagrams below 2 K (англ.) // Journal of Low Temperature Physics (англ.)русск. : journal. — 1976. — April (vol. 23, no. 1). — P. 63—102. — DOI:10.1007/BF00117245. — Bibcode: 1976JLTP…23…63H.

    Видео

    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Эта статья доступна на английском языке – Enthalpy of Fusion.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector