Физика

Изменение внутренней энергии и температуры при плавлении (кристаллизации)

 

Данный урок посвящён основной характеристике плавления (кристаллизации) вещества – удельной теплоте плавления.

 

На прошлом уроке мы затрагивали вопрос: как изменяется внутренняя энергия тела при плавлении?

Мы выяснили, что при подведении теплоты внутренняя энергия тела возрастает. Вместе с тем, мы знаем, что внутренняя энергия тела может характеризоваться таким понятием, как температура. Как нам уже известно, при плавлении температура не меняется. Поэтому может возникнуть подозрение, что мы имеем дело с парадоксом: внутренняя энергия увеличивается, а температура не меняется.

Объяснение этого факта довольно простое: вся энергия тратится на разрушение кристаллической решётки. Аналогично и в обратном процессе: при кристаллизации молекулы вещества объединяются в единую систему, при этом избыток энергии отдаётся и поглощается внешней средой.

В результате различных экспериментов удалось установить, что для одного и того же вещества требуется различное количество теплоты, чтобы перевести его из твёрдого состояния в жидкое.

Тогда было решено сравнить эти количества теплоты при одинаковой массе вещества. Это привело к появлению такой характеристики, как удельная теплота плавления.

 

Удельная теплота плавления

 

 

Определение

 

Удельная теплота плавления – количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества, нагретому до температуры плавления, чтобы перевести его из твёрдого состояния в жидкое.

Такая же величина выделяется и при кристаллизации 1 кг вещества.

Обозначается удельная теплота плавления  (греческая буква, читается как «лямбда» или «ламбда»).

Единицы измерения: . В данном случае в размерности отсутствует температура, так как при плавлении (кристаллизации) температура не меняется.

 

Количество теплоты, необходимое для плавления вещества

 

 

Для вычисления количества теплоты, необходимого для плавления вещества, используется формула:

 

, где:

 – количество теплоты (Дж);

 – удельная теплота плавления (, которая ищется по таблице;

 – масса вещества.

Когда тело кристаллизуется,  пишется со знаком «-», так как тепло выделяется.

 

Вещества и их удельная теплота плавления

 

 

В качестве примера можно привести удельную теплоту плавления льда:

 

. Или удельную теплоту плавления железа:

.

То, что удельная теплота плавления льда получилась больше удельной теплоты плавления железа, не должно удивлять. Количество теплоты, которое необходимо тому или иному веществу для плавления, зависит от характеристик вещества, в частности, от энергии связей между частицами данного вещества.

На этом уроке мы рассмотрели понятие удельной теплоты плавления.

На следующем уроке мы научимся решать задачи на нагревание и плавление кристаллических тел.

           

Список литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Физика, механика и т. п. (Источник)
2. Классная физика (Источник)
3. Интернет-портал "Kaf-fiz-1586.narod.ru" (Источник)

 

Домашнее задание

1. П. 15, упр. 8 (1–5), вопросы 1–6. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
2. Можно ли в алюминиевом сосуде расплавить свинец? Серебро?
3. Почему медные провода легче спаять, чем соединить с помощью сварки?
4. Какую энергию необходимо затратить, чтобы расплавить кусок свинца массой , взятый при температуре ?