Одно и тоже вещество в реальном мире в зависимости от окружающих условий может находиться в различных состояниях. Например, вода может быть в виде жидкости, в идее твердого тела - лед, в виде газа - водяной пар.
- Эти состояния называются агрегатными состояниями вещества.
Молекулы вещества в различных агрегатных состояниях ничем не отличаются друг от друга. Конкретное агрегатное состояние определяется расположением молекул, а так же характером их движения и взаимодействия между собой.
Газ - расстояние между молекулами значительно больше размеров самих молекул. Молекулы в жидкости и в твердом теле расположены достаточно близко друг к другу. В твердых телах еще ближе.
Чтобы изменить агрегатное состояние тела, ему необходимо сообщить некоторую энергию. Например, чтобы перевести воду в пар её надо нагреть.Чтобы пар снова стал водой, он должен отдать энергию.
Переход из твердого состояния в жидкое
Переход вещества из твердого состояние в жидкое называется плавлением. Для того чтобы тело начало плавиться, его необходимо нагреть до определенной температуры. Температура, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества.
Каждое вещество имеет свою температуру плавления. У каких-то тел она очень низкая, например, у льда. А у каких-то тел температура плавления очень высокая, например, железо. Вообще, плавление кристаллического тела это сложный процесс.
График плавления льда
Ниже на рисунке представлен график плавления кристаллического тела, в данном случае льда.
- График показывает зависимость температуры льда от времени, которое его нагревают. На вертикально оси отложена температура, по горизонтальной - время.
Из графика, что изначально температура льда была -20 градусов. Потом его начали нагревать. Температура начала расти. Участок АВ это участок нагревания льда. С течением времени, температура увеличилась до 0 градусов. Эта температура считается температурой плавления льда. При этой температуре лед начал плавиться, но при этом перестала возрастать его температура, хотя при этом лед также продолжали нагревать. Участку плавления соответствует участок ВС на графике.
Затем, когда весь лед расплавился и превратился в жидкость, температура воды снова стала увеличиваться. Это показано на графике лучом C. То есть делаем вывод, что во время плавления температура тела не изменяется, вся поступающая энергия идет на плвление.
Теория: В начальный момент времени вещество взято в твердом состоянии, к нему подводят количество теплоты +Q (нагревают), затем отводят -Q.Процесс нагревания:
AB - нагревание вещества в твердом состоянии до температуры плавления. Q=cm(t 2 -t 1)
BC - плавление вещества при температуре плавления Q=λm
CD - нагревание вещества в жидком состоянии до температуры кипения. Q=cm(t 2 -t 1)
DE - кипение (парообразование) вещества при температуре кипения Q=Lm
EF - нагревание вещества в газообразном состоянии до температуры кипения. Q=cm(t 2 -t 1)
Процесс охлаждения:
FG - охлаждение вещества в газообразном состоянии до температуры кипения. Q=cm(t 2 -t 1)
GH - конденсация вещества при температуре кипения Q=Lm
HI - охлаждение вещества в жидком состоянии до температуры плавления. Q=cm(t 2 -t 1)
IK - кристаллизация вещества при температуре плавления Q=λm
KL - охлаждение вещества в твердом состоянии. Q=cm(t 2 -t 1)
На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса нагревания льда. Процессу плавления льда соответствует участок графика
1)
АВ
2)
BC
3)
CD
4)
DE
Решение:
Процессу плавления льда соответствует горизонтальный участок графика, плавление происходит при меньшей температуре, чем кипение. Участок ВС соответствует процессу плавления льда.
Ответ:
2
Задание ОГЭ по физике(фипи):
На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для двух веществ одинаковой массы. Первоначально каждое из веществ находилось в твёрдом состоянии.
1)
Удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости второго вещества в твёрдом состоянии.
2)
В процессе плавления первого вещества было израсходовано большее количество теплоты, чем в процессе плавления второго вещества.
3)
Представленные графики не позволяют сравнить температуры кипения двух веществ.
4)
Температура плавления у второго вещества выше.
5)
Удельная теплота плавления у второго вещества больше.
Решение:
1) Первое вещество нагревается медленнее, следовательно удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии больше удельной теплоёмкости второго вещества в твёрдом состоянии.
2) Процесс плавления соответствует горизонтальному участку графика. Из рисунка видно, что в процессе плавления первого вещества было израсходовано большее количество теплоты, чем в процессе плавления второго вещества.
3)
Представленные графики позволяют сравнить температуры кипения двух веществ.
4) Так как горизонтальный участок второго графика выше чем у первого то значит температура плавления у второго вещества выше.
5) Массы веществ одинаковы, следовательно количество теплоты необходимое для плавления тела будет зависить от удельной теплоты плавления Q=λm, для того что бы расплавить первое вещество нужно больше количества теплоты, следовательно удельная теплота плавления у второго вещества меньше.
Ответ:
24
Задание ОГЭ по физике(фипи):
На рисунке представлен график зависимости температуры некоторого вещества от полученного количества теплоты. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.
Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1)
Удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии.
2)
Температура плавления вещества равна t 1 .
3)
В точке Б вещество находится в жидком состоянии.
4)
В процессе перехода из состояния Б в состояние В внутренняя энергия вещества не изменяется.
5)
Участок графика ВГ соответствует процессу кипения вещества.
Решение:
1) На участках АБ и ВГ вещество получило одинаковое количество теплоты, изменение температуры на участке АБ больше чем на участке ВГ, следовательно удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии.
2) Участок БВ соответствует процессу плавления, температура плавления вещества равна t 1 .
3)
В точке Б вещество находится в твердом состоянии.
4)
В процессе перехода из состояния Б в состояние В внутренняя энергия вещества изменяется, так как тело поглощает количество теплоты.
5)
Участок графика ВГ соответствует процессу нагревания вещества в жидком состоянии.
Ответ:
12
Задание ОГЭ по физике2017:
На рисунке приведены графики зависимости от времени температуры двух тел одинаковой массы, изготовленных из разных веществ и выделяющих одинаковое количество теплоты в единицу времени. Первоначально вещества находились в жидком состоянии.
Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера.
1)
Температура кристаллизации вещества 1 ниже, чем вещества 2.
2)
Вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, когда начинается кристаллизация вещества 1.
3)
Удельная теплота кристаллизации вещества 1 меньше, чем вещества 2.
4)
Удельная теплоёмкость вещества 1 в жидком состоянии больше, чем вещества 2.
5)
В течение промежутка времени 0–t 1 оба вещества находились в твёрдом состоянии.
Решение:
1) По графику видно, что горизонтальный участок вещества 1 выше чем у вещества 2. Значит температура кристаллизации вещества 1 выше, чем вещества 2.
2) В момент времени t 1 , вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, когда начинается кристаллизация вещества 1.
3)
Удельная теплота кристаллизации вещества 1 и вещества 2 равны, так как горизонтальные участки графиков равны.
4) В жидком состоянии температура вещества 2 падает быстрее следовательно удельная теплоёмкость вещества 1 в жидком состоянии больше, чем вещества 2.
5) В момент времени t 1 , вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, а вещество 1 только начало кристаллизоваться.
Плавление кристаллического тела - сложный процесс. Для его изучения рассмотрим график зависимости температуры кристаллического тела (льда) от времени его нагревания (рис. 18). На нём по горизонтальной оси отложено время, а по вертикальной - температура льда.
Рис. 18. График зависимости температуры льда от времени нагревания
Из графика видно, что наблюдение за процессом началось с момента, когда температура льда была -40 °С. При дальнейшем нагревании температура льда росла. На графике это участок АВ. Увеличение температуры происходило до 0 °С - температуры плавления льда. При 0 °С лёд начал плавиться, а его температура перестала расти. В течение всего времени плавления температура льда не менялась, хотя горелка продолжала гореть . Этому процессу соответствует горизонтальный участок графика - ВС.
После того как весь лёд расплавился и превратился в воду, температура снова стала подниматься (участок CD). Когда температура достигла +40 °С (точка D), горелка была погашена. Как видно из графика, температура воды после этого начала снижаться (участок DE). Вода стала охлаждаться. Когда её температура упала до 0 °С, начался процесс отвердевания воды - её кристаллизация, и пока вся вода не отвердеет, температура её не изменится (участок EF). Лишь после этого температура твёрдой воды - льда стала уменьшаться (участок FK).
Вопросы
- Пользуясь графиком (см. рис. 18) и текстом, относящимся к нему, объясните, что происходит с водой в отрезки времени, соответствующие каждому из участков графика.
- Как по графику можно судить об изменении температуры вещества при нагревании и охлаждении?
- Какие участки графика соответствуют плавлению и отвердеванию льда? Почему эти участки параллельны оси времени?
Задание
Начертите график плавления меди. По вертикали отложите температуру (1 клетка - 20 °С), а по горизонтали - время (1 клетка - 10 мин). Начальная температура меди равна 1000 °С, время нагревания до температуры плавления 20 мин, время перехода меди в жидкое состояние 30 мин.
Это любопытно...
Аморфные тела. Плавление аморфных тел
Существует особый вид тел, который принято также называть твёрдыми телами. Это аморфные тела. В естественных условиях они не обладают правильной геометрической формой.
К аморфным телам относятся: твёрдая смола (вар, канифоль), стекло, сургуч, эбонит, различные пластмассы.
По многим физическим свойствам, да и по внутреннему строению аморфные тела стоят ближе к жидкостям, чем к твёрдым телам.
Кусок твёрдой смолы от удара рассыпается на осколки, т. е. ведёт себя как хрупкое тело, но вместе с тем обнаруживает и свойства, присущие жидкостям. Твёрдые куски смолы, например, медленно растекаются по горизонтальной поверхности, а находясь в сосуде, со временем принимают его форму. По описанным свойствам твёрдую смолу можно рассматривать как очень густую и вязкую жидкость.
Стекло обладает значительной прочностью и твёрдостью, т. е. свойствами, характерными для твёрдого тела. Однако стекло, хотя и очень медленно, способно течь, как смола.
В отличие от кристаллических тел, в аморфных телах атомы или молекулы расположены беспорядочно, как в жидкостях .
Кристаллические твёрдые тела, как мы видели (см. рис. 18), плавятся и отвердевают при одной и той же строго определённой для каждого вещества температуре. Иначе ведут себя аморфные вещества, например смола, воск, стекло. При нагревании они постепенно размягчаются, разжижаются и, наконец, превращаются в жидкость. Температура их при этом изменяется непрерывно. При отвердевании аморфных тел температура их также понижается непрерывно.
В аморфных твёрдых телах, как и в жидкостях, молекулы могут свободно перемещаться друг относительно друга. При нагревании аморфного тела скорость движения молекул увеличивается, увеличиваются расстояния между молекулами, а связи между ними ослабевают. В результате аморфное тело размягчается, становится текучим.
Зная строение аморфных тел, можно создавать материалы с заданными свойствами. В последние годы аморфные тела находят широкое применение при производстве считывающих головок аудио- и видеомагнитофонов, устройств записи и хранения информации в компьютерной технике, магнитных экранов и др.
T°,Ct°,C t,мин График зависимости температуры кристаллического тела (льда) от времени его нагревания. Начальная температура льда – 40 ° С. А F E D C B K АB – нагревание льда ВС– плавление льда CD - нагревание воды DE – охлаждение воды EF – отвердевание воды FK – охлаждение льда Пока лед плавится, температура его не меняется. Q Q
Лед Вода t°,Ct°,C t,мин А D C B АB – нагревание льда ВС– плавление льда CD - нагревание воды Пока лед плавится, температура его не меняется. Q Q Энергия, которую получает кристаллическое тело при плавлении, расходуется на разрушение кристалла. Поэтому температура его не меняется. ?!
Олово Свинец 1 кг Q = 0, Дж Q = 0, Дж Удельная теплота плавления () – это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его из твердого состояния в жидкое Единицей удельной теплоты плавления в СИ служит 1 Дж/кг. = [Дж/кг] Q = m Q/mm Q/
Отвердевание Охлаждение Выделение Q t = t плавления = t отвердевания Охлаждение t,°C t,мин t1t1 t2t2 t 1. При охлаждении уменьшается температура жидкости. 2. Скорость движения частиц уменьшается. 3. Уменьшается внутренняя энергия жидкости. 4. Когда тело охлаждается до температуры плавления, кристаллическая решетка начинает восстанавливаться. Начальная температура жидкости Q = - m Температуру, при которой вещество отвердевает, называют температурой отвердевания. Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании (кристаллизации), равно количеству теплоты, поглощённому при плавлении.
Удельная теплота плавления некоторых веществ (при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении. Вещество Температура плавления, °C Удельная теплота плавления, 10 5 Дж/кг Удельная теплота плавления, к Дж/кг Алюминий 6603,9390 Лед 03,4340 Железо 15392,7270 Медь 10852,1210 Парафин 801,5150 Спирт- 1141,1110 Серебро 9620,8787 Сталь 15000,8484 Золото 10640,6767 Водород- 2590,5959 Олово 2320,5959 Свинец 3270,2525 Кислород- 2190,1414 Ртуть- 390,1212 Удельная теплота плавления некоторых веществ (при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении. Вещество Температура плавления, °C Удельная теплота плавления, 10 5 Дж/кг Удельная теплота плавления, к Дж/кг Алюминий 6603,9390 Лед 03,4340 Железо 15392,7270 Медь 10852,1210 Парафин 801,5150 Спирт- 1141,1110 Серебро 9620,8787 Сталь 15000,8484 Золото 10640,6767 Водород- 2590,5959 Олово 2320,5959 Свинец 3270,2525 Кислород- 2190,1414 Ртуть- 390,1212 Что означает число = 84 к Дж/кг для стали? При плавлении 1 кг стали при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении поглощается 84 к Дж теплоты. Удельная теплота плавления некоторых веществ (при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении. Вещество Температура плавления, °C Удельная теплота плавления, 10 5 Дж/кг Удельная теплота плавления, к Дж/кг Алюминий 6603,9390 Лед 03,4340 Железо 15392,7270 Медь 10852,1210 Парафин 801,5150 Спирт- 1141,1110 Серебро 9620,8787 Сталь 15000,8484 Золото 10640,6767 Водород- 2590,5959 Олово 2320,5959 Свинец 3270,2525 Кислород- 2190,1414 Ртуть- 390,1212 Чему равна удельная теплота плавления для меди? Что означает это число? При плавлении 1 кг меди при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении поглощается 2, Дж теплоты.
Решение задач по теме «Удельная теплота плавления»
Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 10 граммов серебра, взятого при температуре плавления, и последующем и охлаждении его до 62°С? Дано: m = 10 г t 2 = 62ºС Q - ? СИ 0,01 кг t 1 = 962 ºС АВ – кристаллизация серебра ВС – охлаждение жидкого серебра Q 1 = - mλ Q 2 = c m (t 2 - t 1) Q = Q 1 + Q 2 АВ С Q 1 = - 0,01 кг х 87 к Дж/кг = -870 Дж Q 2 = 250 Дж/кг ºС х 0,01 кг х (-900)ºС = Дж Q = -(870 Дж Дж) = Дж Ответ: Q = 3120 Дж λ = 0, Дж/кг с = 250 Дж/кг ºС t,мин t,ºСt,ºС Решение:
Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы расплавить 400 г олова, взятого при температуре плавления? Какова масса расплавленного олова, если для плавления олова было затрачено 35,4 к Дж тепла? Олово взято при температуре плавления. 1 вариант 2 вариант 3 вариант* Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы расплавить 200 см 3 алюминия, взятого при температуре 66º С?
§ 15. Ответить на вопросы (устно), выучить определения. Упр. 12 на стр 47 (1,4,5). Письменно В тетрадях для домашних работ. Вы скачали данную презентацию… Наверное, вы ее будете использовать на уроке. А автору «спасибо» сказать не забыли? Новации: 1)Домашние задания отныне выполнять в отдельных (тонких) тетрадях для домашних работ 2)Двойки за невыполненное задание отныне будут выставляться немедленно и без отсрочки в виде «минусов»
