График на точката на топене спрямо времето. график за топене. аморфни тела. Топене на аморфни тела

Едно и също вещество в реалния свят, в зависимост от околните условия, може да бъде в различни състояния. Например водата може да бъде под формата на течност, в идеята за твърдо тяло - лед, под формата на газ - водна пара.

  • Тези състояния се наричат ​​агрегатни състояния на материята.

Молекулите на веществото в различни агрегатни състояния не се различават една от друга. Специфичното състояние на агрегация се определя от подреждането на молекулите, както и от естеството на тяхното движение и взаимодействие помежду си.

Газ – разстоянието между молекулите е много по-голямо от размера на самите молекули. Молекулите в течност и в твърдо вещество са доста близо една до друга. В твърди тела още по-близо.

За да промените агрегатното състояние на тялото,той трябва да даде малко енергия. Например, за да се превърне водата в пара, тя трябва да се нагрее. За да стане отново вода, парата трябва да се откаже от енергията.

Преход от твърдо към течно

Преходът на вещество от твърдо в течно състояние се нарича топене. За да започне тялото да се топи, то трябва да се нагрее до определена температура. Температурата, при която веществото се топи се нарича точка на топене на веществото.

Всяко вещество има своя собствена точка на топене. За някои тела тя е много ниска, например за лед. И някои тела имат много висока точка на топене, например желязото. Като цяло топенето на кристално тяло е сложен процес.

диаграма за топене на лед

Фигурата по-долу показва графика на топенето на кристално тяло, в този случай лед.

  • Графиката показва зависимостта на температурата на леда от времето, през което се нагрява. Температурата се нанася по вертикалната ос, времето е начертано по хоризонталната ос.

От графиката първоначалната температура на леда е -20 градуса. След това започнаха да го нагряват. Температурата започна да се повишава. Секция AB е секцията за отопление с лед. С течение на времето температурата се повишава до 0 градуса. Тази температура се счита за точката на топене на леда. При тази температура ледът започна да се топи, но в същото време температурата му спря да се повишава, въпреки че ледът също продължи да се нагрява. Зоната на топене съответства на BC секцията на графиката.

След това, когато целият лед се стопи и се превърна в течност, температурата на водата отново започна да се повишава. Това е показано на графиката с лъч C. Тоест заключаваме, че по време на топене телесната температура не се променя, Цялата входяща енергия се използва за отопление.

теория:В началния момент от време веществото се приема в твърдо състояние, към него се подава количество топлина +Q (нагрява се), след което -Q се отстранява.

Процес на нагряване: AB - нагряване на вещество в твърдо състояние до точка на топене. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
BC - топене на веществото при точка на топене Q=λm
CD - нагряване на вещество в течно състояние до точката на кипене. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
DE - кипене (изпаряване) на вещество при точката на кипене Q=Lm
EF - нагряване на вещество в газообразно състояние до точката на кипене. Q \u003d cm (t 2 -t 1)

Процес на охлаждане: FG - охлаждане на вещество в газообразно състояние до точката на кипене. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
GH - кондензация на вещество при точката на кипене Q=Lm
HI - охлаждане на вещество в течно състояние до точката на топене. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
IK - кристализация на веществото при точка на топене Q=λm
KL - охлаждане на вещество в твърдо състояние. Q \u003d cm (t 2 -t 1)

Фигурата показва графика на температурата спрямо времето за процеса на нагряване на лед. Процесът на топене на леда съответства на участъка от графиката


1) AB
2) пр.н.е
3) CD
4) DE
решение:Процесът на топене на леда съответства на хоризонталния участък на графиката, топенето става при по-ниска температура от кипене. Секция BC съответства на процеса на топене на леда.
Отговор: 2
OGE задача по физика (fipi):Фигурата показва графика на зависимостта на температурата от количеството топлина, получена за две вещества с еднаква маса. Първоначално всяко от веществата е в твърдо състояние.



1) Специфичният топлинен капацитет на първото вещество в твърдо състояние е по-малък от специфичния топлинен капацитет на второто вещество в твърдо състояние.
2) В процеса на топене на първото вещество се изразходва повече топлина, отколкото в процеса на топене на второто вещество.
3) Представените графики не позволяват сравняване на точките на кипене на две вещества.
4) Точката на топене на второто вещество е по-висока.
5) Специфичната топлина на топене на второто вещество е по-голяма.
решение: 1) Първото вещество се нагрява по-бавно, следователно специфичната топлина на първото вещество в твърдо състояние е по-голяма от специфичната топлина на второто вещество в твърдо състояние.
2) Процесът на топене съответства на хоризонталния участък на графиката. Фигурата показва, че в процеса на топене на първото вещество е изразходвано по-голямо количество топлина, отколкото в процеса на топене на второто вещество.
3) Представените графики ви позволяват да сравните точките на кипене на две вещества.
4) Тъй като хоризонталната част на втората графика е по-висока от тази на първата, това означава, че точката на топене на второто вещество е по-висока.
5) Масите на веществата са еднакви, следователно количеството топлина, необходимо за топене на тялото, ще зависи от специфичната топлина на сливане Q=λm, за да се стопи първото вещество, е необходима повече топлина, следователно специфичната топлина на сливането на второто вещество е по-малко.
Отговор: 24
OGE задача по физика (fipi):Фигурата показва графика на зависимостта на температурата на дадено вещество от количеството получена топлина. Първоначално веществото е било в твърдо състояние.


Използвайки данните от графиката, изберете две от предложения списък верни твърдения. Избройте номерата им.
1) Специфичният топлинен капацитет на вещество в твърдо състояние е по-малък от специфичния топлинен капацитет на вещество в течно състояние.
2) Точката на топене на веществото е t 1.
3) В точка Б веществото е в течно състояние.
4) В процеса на преход от състояние В към състояние С вътрешната енергия на материята не се променя.
5) Секцията на графиката VG съответства на процеса на кипене на веществото.
решение: 1) В секции AB и VG веществото получава същото количество топлина, промяната на температурата в секция AB е по-голяма, отколкото в секция VG, следователно специфичната топлина на веществото в твърдо състояние е по-малка от специфичната топлина на вещество в течно състояние.
2) Секцията BV съответства на процеса на топене, точката на топене на веществото е равна на t 1.
3) В точка Б веществото е в твърдо състояние.
4) В процеса на преход от състояние B към състояние C вътрешната енергия на веществото се променя, тъй като тялото поглъща количеството топлина.
5) Разделът на VG графиката съответства на процеса на нагряване на вещество в течно състояние.
Отговор: 12
OGE задача по физика 2017:Фигурата показва графики на зависимостта от времето на температурата на две тела с еднаква маса, направени от различни вещества и отделящи едно и също количество топлина за единица време. Първоначално веществата са били в течно състояние.


От твърденията по-долу изберете две правилни и запишете номерата им.
1) Температурата на кристализация на вещество 1 е по-ниска от тази на вещество 2.
2) Вещество 2 напълно преминава в твърдо състояние, когато започне кристализацията на вещество 1.
3) Специфичната топлина на кристализация на вещество 1 е по-малка от тази на вещество 2.
4) Специфичният топлинен капацитет на вещество 1 в течно състояние е по-голям от този на вещество 2.
5) През интервала от време 0–t 1 и двете вещества са в твърдо състояние.
решение: 1) Графиката показва, че хоризонталното сечение на вещество 1 е по-високо от това на вещество 2. Това означава, че температурата на кристализация на вещество 1 е по-висока от тази на вещество 2.
2) В момент t 1 вещество 2 напълно преминава в твърдо състояние, когато започва кристализацията на вещество 1.
3) Специфичната топлина на кристализация на вещество 1 и вещество 2 са равни, тъй като хоризонталните участъци на графиките са равни.
4) В течно състояние температурата на вещество 2 пада по-бързо, следователно специфичният топлинен капацитет на вещество 1 в течно състояние е по-голям от този на вещество 2.
5) В момент t 1 вещество 2 напълно преминава в твърдо състояние, а вещество 1 току-що е започнало да кристализира.

Топенето на кристално тяло е сложен процес. За да го проучим, нека разгледаме графика на зависимостта на температурата на кристално тяло (лед) от времето на неговото нагряване (фиг. 18). На него времето е нанесено по хоризонталната ос, а температурата на леда е нанесена по вертикалната ос.

Ориз. 18. Графика на зависимостта на температурата на леда от времето за нагряване

От графиката се вижда, че наблюдението на процеса започва от момента, когато температурата на леда е -40 °C. При по-нататъшно нагряване температурата на леда се повишава. На графиката това е секция AB. Температурата се повишава до 0 °C - точката на топене на леда. При 0 °C ледът започна да се топи и температурата му спря да се повишава. През цялото време на топене температурата на леда не се променя, въпреки че горелката продължава да гори.. Този процес съответства на хоризонталния участък на графиката - BC.

След като целият лед се разтопи и се превърна във вода, температурата отново започна да се повишава (сайт CD). Когато температурата достигне +40°C (точка D), горелката се гаси. Както се вижда от графиката, температурата на водата след това започва да намалява (участък DE). Водата започна да се охлажда. Когато температурата му падне до 0 ° C, започва процесът на втвърдяване на водата - нейната кристализация и докато цялата вода се втвърди, нейната температура няма да се промени (раздел EF). Едва след това температурата на твърда вода - лед започва да намалява (участък FK).

Въпроси

  1. Като използвате графиката (вижте фигура 18) и текста, свързан с нея, обяснете какво се случва с водата през интервалите от време, съответстващи на всеки от разделите на графиката.
  2. Как може да се прецени промяната в температурата на веществото по време на нагряване и охлаждане от графиката?
  3. Кои части от графиката съответстват на топенето и втвърдяването на леда? Защо тези участъци са успоредни на оста на времето?

Упражнение

Начертайте графика за топенето на медта. На вертикално начертайте температурата (1 клетка - 20 ° C), а по хоризонтала - времето (1 клетка - 10 минути). Началната температура на медта е 1000 °C, времето за нагряване до точката на топене е 20 минути, времето за преход на медта в течно състояние е 30 минути.

Любопитно е...

аморфни тела. Топене аморфни тела

Има специален вид тела, които се наричат ​​още твърди тела. Това са аморфни тела. При естествени условия те нямат правилната геометрична форма.

Аморфните тела включват: твърда смола (вар, колофон), стъкло, уплътнителен восък, ебонит и различни пластмаси.

За много физични свойства, а по вътрешна структура аморфните тела са по-близо до течности, отколкото до твърди тела.

Парче твърда смола се разпада на парчета при удар, тоест се държи като крехко тяло, но в същото време проявява и свойствата, присъщи на течностите. Твърдите парчета смола, например, бавно се разстилат върху хоризонтална повърхност и докато са в съд, в крайна сметка приемат формата си. Според описаните свойства твърдата смола може да се разглежда като много гъста и вискозна течност.

Стъклото има значителна здравина и твърдост, т.е. свойства, характерни за твърдо тяло. Въпреки това, стъклото, макар и много бавно, може да тече като смола.

За разлика от кристалните тела, атомите или молекулите в аморфните тела са подредени произволно, както в течностите..

Кристалните твърди вещества, както видяхме (виж фиг. 18), се топят и втвърдяват при същата температура, строго определена за всяко вещество. се държат по различен начин аморфни веществанапример смола, восък, стъкло. При нагряване те постепенно омекват, втечняват се и накрая се превръщат в течност. Температурата им се променя непрекъснато. По време на втвърдяването на аморфните тела тяхната температура също непрекъснато намалява.

В аморфен твърди вещества, както в течностите, молекулите могат да се движат свободно една спрямо друга. При нагряване на аморфно тяло скоростта на движение на молекулите се увеличава, разстоянията между молекулите се увеличават и връзките между тях отслабват. В резултат на това аморфното тяло омекотява и става течно.

Познавайки структурата на аморфните тела, е възможно да се създават материали с желани свойства. AT последните годиниаморфните тела намират широко приложение в производството на четящи глави за аудио и видео рекордери, устройства за запис и съхранение на информация в компютърната техника, магнитни екрани и др.

T°,Ct°,C t,min Графика на зависимостта на температурата на кристално тяло (лед) от времето на неговото нагряване. Началната температура на леда е 40 ° C. A F E D C B K AB - нагряване на лед BC - топене на лед CD - нагряване на вода DE - охлаждане на водата EF - втвърдяване на водата FK - охлаждане на лед Докато ледът се топи, температурата му не се променя. QQ


Ледена вода t°,Ct°,C t,min A D C B AB - загряване на лед BC - топене на лед CD - загряване на вода Докато ледът се топи, температурата му не се променя. Q Q Енергията, която кристалното тяло получава по време на топенето, се изразходва за разрушаването на кристала. Следователно температурата му не се променя. ?!




Калай олово 1 kg Q \u003d 0, J Q \u003d 0, J Специфичната топлина на топене () е физическо количество, показващ колко топлина трябва да се отчита кристално тялос тегло 1 кг, така че при точката на топене да се прехвърли напълно от в твърдо състояниев течност. Единицата за специфична топлина на топене в SI е 1 J/kg. = [J/kg] Q = m Q/mm Q/


Втвърдяване Охлаждане Изолация Q t = топене t = втвърдяване t Охлаждане t,°C t,min t1t1 t2t2 t 1. Охлаждането намалява температурата на течността. 2. Скоростта на движение на частиците намалява. 3. Вътрешната енергия на течността намалява. 4. Когато тялото се охлади до точката на топене, кристалната решетка започва да се възстановява. Началната температура на течността Q \u003d - m Температурата, при която веществото се втвърдява, се нарича температура на втвърдяване. Количеството топлина, отделяно по време на втвърдяване (кристализация), е равно на количеството топлина, абсорбирана по време на топенето.




Специфична топлина на топене на определени вещества (при точка на топене и нормално атмосферно налягане. Вещество Точка на топене, °C Специфична топлина на топене, 10 5 J/kg Специфична топлина на топене, kJ/kg Алуминий 6603.9390 Лед 03.4340 Желязо 151202 Параф.71205 801.1110 Сребърен 9620.8787 Злато 10640.6767 Водород - 2590.5959 калаен 2270.2525 Олово 2270.2525 Някои вещества (при точка на топене и нормално атмосферно налягане. ° С, т.е. специфична топлина от сливане, kg J / kg алуминий 6603.9390 лед 03.4340 Желязо 15392.7270 Мед 10852.1210 Парафин 801.5150 Алкохол - 1141.1110 Сребъл 9620.8487 Hold 10640.6767 Hold 2320.5959 LED 3270.2525 OLIGINA - 2190.1414 Живак - 390.12 J / kg за стомана? При топене 1 kg стомана при температура? на мн.ч налягане и нормално атмосферно налягане поглъща 84 kJ топлина. Специфична топлина на топене на определени вещества (при точка на топене и нормално атмосферно налягане. Вещество Точка на топене, °C Специфична топлина на топене, 10 5 J/kg Специфична топлина на топене, kJ/kg Алуминий 6603.9390 Лед 03.4340 Желязо 151202 Параф.71205 801.5150 Алкохол- 1141.1110 Сребро 9620.8787 Стомана 15000.8484 Злато 10640.6767 Водород- 2590.5959 Калай 2320.5959 Оловото 3270.5959 Оловото 3270.2559 Оловото 3270.2559 Оловото 3270.2559 Оловото 3270.2559 Оловото 3270.2559 Оловото 3270.2559 Оловото 3270.255. абсорбира.


Решаване на задачи по темата "Специфична топлина на синтез"


Какво количество топлина ще се отдели при кристализацията на 10 грама сребро, взето при точката на топене, и последващото му охлаждане до 62 ° C? Дадено: m = 10 g t 2 = 62ºС Q -? SI 0,01 kg t 1 = 962 ºС AB - кристализация на сребро BC - охлаждане на течно сребро Q 1 = - mλ Q 2 = c m (t 2 - t 1) Q = Q 1 + Q 2 \u003d Q 1 + Q 2 \u003d Q u003d - 0, 01 kg x 87 k J / kg \u003d -870 J Q 2 \u003d 250 J / kg ºС x 0,01 kg x (-900) ºС \u003d J Q \u003d - (870 J Q J) \u003 \u003d 3120 J λ = 0, J/kg s = 250 J/kg ºС t, min t, ºСt, ºС Решение:









Колко топлина е необходима, за да се стопят 400 g калай, взет при точката на топене? Каква е масата на разтопения калай, ако 35,4 kJ топлина се изразходва за стопяване на калай? Калайът се взема при точката на топене. Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 * Колко топлина е необходима, за да се стопят 200 cm 3 алуминий, взет при температура 66º C?


§ 15. Отговорете на въпроси (устно), научете определения. напр. 12 на страница 47 (1,4,5). Написано в тетрадки за домашна работа. Изтеглихте тази презентация... Вероятно ще я използвате в урока. Забравихте ли да кажете „благодаря“ на автора? Нововъведения: 1) Оттук нататък домашните трябва да се правят в отделни (тънки) тетрадки за домашни 2) Двойки за неизпълнена задача вече ще се дават незабавно и без забавяне под формата на „минуси“