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. На графике это участок АВ (см. рис. 18). 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.
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. На графике (см. рис. 18) это участок ВС.
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.
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.
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
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.
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. На графике это участок EF (см. рис. 18).
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.
Таблица 4.
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.
Нагревание льда в котелке
Какое количество теплоты понадобилось бы, если вместо льда турист взял из проруби воду той же массы при той же температуре?
Запишем условие задачи и решим её.
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
Газ, який під поршнем циліндра має температуру 150 °С, адіабатно розширюється. Яку роботу виконує газ, якщо він охолодився до 80 °С?
1. Международный олимпийский комитет был создан в…
б) 1894 г.
2. Первым олимпийским чемпионом современности стал…
г) Джеймс Конноли.
3. Героем Олимпийских игр 1896 г. стал победитель в марафонском беге…
б) Спиридон Луис;
4. Впервые олимпийский огонь был зажжён на церемонии открытия
Олимпийских игр в городе:
г) Амстердам.
5. В каком виде деятельности требуется проявление выносливости?
г) всё перечисленное.
6. В каких единицах оцениваются гимнастические упражнения?
б) в ;
7. В каком виде спорта заброшенный мяч может принести одно, два или три очка?
в) баскетбол;
8. В каком виде спорта проявили себя Мария Шарапова, Светлана Кузнецова, Михаил Южный, Николай Давыденко?
в) теннис;
9. Как называются виды спорта, при выступлении в которых задействуется несколько дисциплин?
б) многоборье;
10. В каком виде спорта не требуется инвентаря?
а) плавание;
11. Основная причина нарушения осанки – …
в) слабость мышц;
12. Какие упражнения нужно использовать для снижения избыточной массы тела?
б) циклические;
13. Для повышения общего уровня здоровья какому физическому качеству нужно уделять наибольшее внимание?
а) выносливость;
14. Сколько игроков одной команды одновременно может находиться на
поле в футболе?
в) 11;
15. Что характерно для правильного дыхания?
б) выдох продолжительнее вдоха;
II. Задания в открытой форме, т. е. без предложенных вариантов ответов.
16. Промежуток между двумя последовательными празднованиями античных Олимпийских игр называется Олимпиадой.
17. Стихотворение, представленное Пьером де Кубертеном на конкурс
искусств Игр V Олимпиады 1912 г., называлось "Ода спорту".
жизнедеятельности, направленный на сохранение и улучшение здоровья человека называется ЗДОРОВЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ (ЗОЖ).
19. Программа физкультурной подготовки населения для различных
возрастных групп населения называется -ГТО ,"Готов к Труду и Обороне".
20. По команде «Смирно!» занимающиеся должны принять положение-основную стойку,положение стоя,руки "по швам".