Ista tvar u stvarnom svijetu, ovisno o okolnim uvjetima, može biti u različitim stanjima. Na primjer, voda može biti u obliku tekućine, u obliku čvrstog tijela - leda, u obliku plina - vodene pare.
- Ta se stanja nazivaju agregatnim stanjima tvari.
Molekule tvari u različitim agregatnim stanjima ne razlikuju se jedna od druge. Specifično agregacijsko stanje određeno je rasporedom molekula, kao i prirodom njihovog kretanja i međusobne interakcije.
Plin - udaljenost između molekula mnogo je veća od veličine samih molekula. Molekule u tekućini i krutom tijelu prilično su blizu jedna drugoj. U čvrstim tvarima još bliže.
Za promjenu agregatnog stanja tijela, treba mu dati malo energije. Na primjer, da bi se voda pretvorila u paru, mora se zagrijati.Da bi para ponovno postala voda, mora odustati od energije.
Prijelaz iz krutog u tekuće
Prijelaz tvari iz krutog u tekuće stanje naziva se taljenje. Da bi se tijelo počelo topiti, mora se zagrijati na određenu temperaturu. Temperatura na kojoj se tvar topi naziva se talište tvari.
Svaka tvar ima svoje talište. Za neka tijela je vrlo niska, na primjer, za led. A neka tijela imaju vrlo visoko talište, na primjer, željezo. Općenito, taljenje kristalnog tijela je složen proces.
grafikon topljenja leda
Na donjoj slici prikazan je graf otapanja kristalnog tijela, u ovom slučaju leda.
- Na grafikonu je prikazana ovisnost temperature leda o vremenu zagrijavanja. Temperatura je ucrtana na okomitoj osi, vrijeme je ucrtano na vodoravnoj osi.
Iz grafikona se vidi da je početna temperatura leda bila -20 stupnjeva. Zatim su ga počeli zagrijavati. Temperatura je počela rasti. Odsjek AB je odsjek zagrijavanja leda. S vremenom se temperatura povećala na 0 stupnjeva. Ta se temperatura smatra talištem leda. Na ovoj temperaturi led se počeo topiti, ali je u isto vrijeme njegova temperatura prestala rasti, iako se i led nastavio zagrijavati. Područje taljenja odgovara presjeku BC na grafikonu.
Zatim, kada se sav led otopio i pretvorio u tekućinu, temperatura vode ponovno je počela rasti. To je prikazano na grafu zrakom C. To jest, zaključujemo da se tijekom topljenja temperatura tijela ne mijenja, Sva ulazna energija koristi se za grijanje.
Teorija: U početnom trenutku tvar se uzima u čvrstom stanju, dovodi joj se (zagrijava) određena količina topline +Q, zatim se -Q oduzima.Proces zagrijavanja: AB – zagrijavanje tvari u krutom stanju do tališta. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
BC - taljenje tvari na talištu Q=λm
CD - zagrijavanje tvari u tekućem stanju do vrelišta. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
DE - vrenje (isparavanje) tvari na vrelištu Q=Lm
EF - zagrijavanje tvari u plinovitom stanju do vrelišta. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
Proces hlađenja: FG - hlađenje tvari u plinovitom stanju do vrelišta. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
GH - kondenzacija tvari na vrelištu Q=Lm
HI - hlađenje tvari u tekućem stanju do tališta. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
IK - kristalizacija tvari na talištu Q=λm
KL - hlađenje tvari u čvrstom stanju. Q \u003d cm (t 2 -t 1)
Slika prikazuje graf ovisnosti temperature o vremenu za proces zagrijavanja leda. Proces topljenja leda odgovara dijelu grafikona 
1) AB
2) prije Krista
3) CD
4) DE
Riješenje: Proces topljenja leda odgovara vodoravnom dijelu grafikona, taljenje se događa na nižoj temperaturi od vrenja. Odsječak BC odgovara procesu otapanja leda.
Odgovor: 2
OGE zadatak iz fizike (fipi): Na slici je prikazan graf ovisnosti temperature o količini primljene topline za dvije tvari iste mase. U početku je svaka od supstanci bila u kruto stanje.
1) Specifični toplinski kapacitet prve tvari u krutom stanju manji je od specifičnog toplinskog kapaciteta druge tvari u krutom stanju.
2) U procesu taljenja prve tvari utrošeno je više topline nego u procesu taljenja druge tvari.
3) Prikazani grafikoni ne dopuštaju usporedbu vrelišta dviju tvari.
4) Talište druge tvari je više.
5) Specifična toplina taljenja druge tvari je veća.
Riješenje: 1) Prva tvar se sporije zagrijava, stoga je specifični toplinski kapacitet prve tvari u krutom stanju veći od specifičnog toplinskog kapaciteta druge tvari u krutom stanju.
2) Proces taljenja odgovara horizontalnom dijelu grafikona. Slika pokazuje da je u procesu taljenja prve tvari utrošena veća količina topline nego u procesu taljenja druge tvari.
3) Predstavljeni grafikoni omogućuju vam usporedbu vrelišta dviju tvari.
4) Budući da je horizontalni presjek drugog grafikona viši od onog prvog, to znači da je talište druge tvari više.
5) Mase tvari su iste, stoga će količina topline potrebna za taljenje tijela ovisiti o specifičnoj toplini taljenja Q=λm, da bi se talila prva tvar potrebno je više topline, dakle specifična toplina fuzija druge tvari je manja.
Odgovor: 24
OGE zadatak iz fizike (fipi): Na slici je prikazan graf ovisnosti temperature neke tvari o količini primljene topline. U početku je tvar bila u čvrstom stanju. 
Koristeći podatke grafikona, odaberite dva s predloženog popisa istinite izjave. Navedite njihove brojeve.
1) Specifični toplinski kapacitet tvari u čvrstom stanju manji je od specifičnog toplinskog kapaciteta tvari u tekućem stanju.
2) Talište tvari je t 1.
3) U točki B tvar je u tekućem stanju.
4) U procesu prelaska iz stanja B u stanje C unutarnja energija tvari se ne mijenja.
5) Dio grafikona VG odgovara procesu vrenja tvari.
Riješenje: 1) U presjecima AB i VG tvar je primila istu količinu topline, promjena temperature u presjeku AB veća je nego u presjeku VG, dakle, specifični toplinski kapacitet tvari u čvrstom stanju manji je od specifične topline tvar u tekućem stanju.
2) BV odjeljak odgovara procesu taljenja, talište tvari je jednako t 1.
3) U točki B tvar je u čvrstom stanju.
4) U procesu prijelaza iz stanja B u stanje C mijenja se unutarnja energija tvari, budući da tijelo apsorbira količinu topline.
5) Dio VG grafa odgovara procesu zagrijavanja tvari u tekućem stanju.
Odgovor: 12
OGE zadatak iz fizike 2017: Na slici su prikazani grafovi vremenske ovisnosti temperature dvaju tijela iste mase, izrađenih od različitih tvari, koja u jedinici vremena oslobađaju istu količinu topline. U početku su tvari bile u tekućem stanju.
Od donjih tvrdnji odaberite dvije točne i zapišite njihove brojeve.
1) Temperatura kristalizacije tvari 1 niža je od temperature tvari 2.
2) Supstanca 2 potpuno prelazi u čvrsto stanje kada započne kristalizacija supstance 1.
3) Specifična toplina kristalizacije tvari 1 manja je od one tvari 2.
4) Specifični toplinski kapacitet tvari 1 u tekućem stanju veći je od specifičnog toplinskog kapaciteta tvari 2.
5) Tijekom vremenskog intervala 0–t 1 obje su tvari bile u čvrstom stanju.
Riješenje: 1) Grafikon pokazuje da je horizontalni presjek tvari 1 viši od onog tvari 2. To znači da je temperatura kristalizacije tvari 1 viša od temperature tvari 2.
2) U trenutku t 1 tvar 2 potpuno prelazi u čvrsto stanje, kada počinje kristalizacija supstance 1.
3) Specifične topline kristalizacije supstance 1 i supstance 2 su jednake jer su vodoravni dijelovi grafova jednaki.
4) U tekućem stanju temperatura tvari 2 brže pada, stoga je specifični toplinski kapacitet tvari 1 u tekućem stanju veći nego kod tvari 2.
5) U trenutku t 1 tvar 2 potpuno prelazi u čvrsto stanje, a tvar 1 se tek počela kristalizirati.
Taljenje kristalnog tijela je složen proces. Da bismo ga proučili, razmotrimo graf ovisnosti temperature kristalnog tijela (leda) o vremenu njegova zagrijavanja (slika 18). Na njemu je po vodoravnoj osi ucrtano vrijeme, a po okomitoj osi temperatura leda.
Riža. 18. Graf ovisnosti temperature leda o vremenu zagrijavanja
Iz grafikona je vidljivo da je promatranje procesa počelo od trenutka kada je temperatura leda bila -40 °C. Daljnjim zagrijavanjem temperatura leda se povećavala. Na grafikonu, ovo je odjeljak AB. Temperatura je porasla do 0 °C - točka topljenja leda. Na 0 °C led se počeo topiti, a njegova temperatura prestala je rasti. Tijekom cijelog vremena topljenja temperatura leda se nije mijenjala, iako je plamenik nastavio gorjeti.. Ovaj proces odgovara vodoravnom presjeku grafa - BC.
Nakon što se sav led otopio i pretvorio u vodu, temperatura je ponovno počela rasti (site CD). Kada je temperatura dosegla +40°C (točka D), plamenik se ugasio. Kao što se može vidjeti iz grafikona, temperatura vode se tada počela smanjivati (odjeljak DE). Voda se počela hladiti. Kad joj je temperatura pala na 0°C, započeo je proces otvrdnjavanja vode - njezina kristalizacija, i dok se sva voda ne stvrdne, njezina se temperatura neće promijeniti (odjeljak EF). Tek nakon toga temperatura čvrste vode – leda počela se smanjivati (presjek FK).
Pitanja
- Koristeći grafikon (vidi sliku 18) i tekst povezan s njim objasnite što se događa s vodom u vremenskim intervalima koji odgovaraju svakom od dijelova grafikona.
- Kako se iz grafikona može prosuditi promjena temperature tvari tijekom zagrijavanja i hlađenja?
- Koji dijelovi grafikona odgovaraju topljenju i skrućivanju leda? Zašto su ti odsječci paralelni s vremenskom osi?
Vježbajte
Nacrtajte graf taljenja bakra. Na okomici iscrtajte temperaturu (1 ćelija - 20 ° C), a na vodoravnoj strani - vrijeme (1 ćelija - 10 minuta). Početna temperatura bakra je 1000 °C, vrijeme zagrijavanja do tališta je 20 minuta, vrijeme prijelaza bakra u tekuće stanje je 30 minuta.
Zanimljivo je...
amorfna tijela. Topljenje amorfna tijela
Postoji posebna vrsta tijela, koja se nazivaju i čvrsta tijela. To su amorfna tijela. U prirodnim uvjetima nemaju pravilan geometrijski oblik.
U amorfna tijela ubrajamo: čvrstu smolu (var, kolofonij), staklo, pečatni vosak, ebonit i razne plastične mase.
Za mnoge fizička svojstva, da i unutarnja struktura amorfna tijela bliža su tekućinama nego čvrstim tijelima.
Komad tvrde smole se pri udaru razbije u komadiće, tj. ponaša se kao krhko tijelo, ali istovremeno pokazuje i svojstva svojstvena tekućinama. Čvrsti komadići smole, primjerice, polako se šire po vodoravnoj površini, au posudi s vremenom poprimaju njezin oblik. Prema opisanim svojstvima, čvrstu smolu možemo smatrati vrlo gustom i viskoznom tekućinom.
Staklo ima značajnu čvrstoću i tvrdoću, odnosno svojstva karakteristična za čvrsto tijelo. Međutim, staklo, iako vrlo sporo, može teći poput smole.
Za razliku od kristalnih tijela, atomi ili molekule u amorfnim tijelima raspoređeni su nasumično, kao u tekućinama..
Kristalne krute tvari, kao što smo vidjeli (vidi sliku 18), tale se i skrućuju na istoj temperaturi koja je strogo određena za svaku tvar. ponašati se drugačije amorfne tvari npr. smola, vosak, staklo. Zagrijavanjem postupno omekšavaju, ukapljuju se i na kraju prelaze u tekućinu. Temperatura im se stalno mijenja. Tijekom skrućivanja amorfnih tijela njihova temperatura također kontinuirano opada.
U amorfnom čvrste tvari, kao u tekućinama, molekule se mogu slobodno kretati jedna u odnosu na drugu. Zagrijavanjem amorfnog tijela povećava se brzina gibanja molekula, povećavaju se udaljenosti među molekulama, a slabe veze među njima. Kao rezultat toga, amorfno tijelo omekšava i postaje fluidno.
Poznavajući strukturu amorfnih tijela, moguće je stvoriti materijale željenih svojstava. U posljednjih godina amorfna tijela imaju široku primjenu u proizvodnji glava za čitanje audio i video snimača, uređaja za snimanje i pohranu informacija u računalnoj tehnici, magnetskih ekrana itd.
T°,Ct°,C t,min Grafikon ovisnosti temperature kristalnog tijela (leda) o vremenu zagrijavanja. Početna temperatura leda je 40 °C. A F E D C B K AB - zagrijavanje leda BC - topljenje leda CD - zagrijavanje vode DE - hlađenje vode EF - skrućivanje vode FK - hlađenje leda Dok se led topi, njegova temperatura se ne mijenja. QQ
Led Voda t°,Ct°,C t,min A D C B AB - zagrijavanje leda BC - topljenje leda CD - zagrijavanje vode Dok se led topi, njegova temperatura se ne mijenja. Q Q Energija koju kristalno tijelo dobije pri taljenju troši se na razaranje kristala. Stoga se njegova temperatura ne mijenja. ?!
Kositar Olovo 1 kg Q \u003d 0, J Q \u003d 0, J Specifična toplina taljenja () je fizička količina, pokazujući koliko se topline mora prijaviti kristalno tijelo težine 1 kg, tako da na talištu potpuno prijeđe iz krutog stanja u tekuće.Jedinica specifične topline taljenja u SI je 1 J / kg. = [J/kg] Q = m Q/mm Q/
Stvrdnjavanje Hlađenje Izolacija Q t = taljenje t = skrućivanje t Hlađenje t,°C t,min t1t1 t2t2 t 1. Hlađenjem se smanjuje temperatura tekućine. 2. Brzina gibanja čestica se smanjuje. 3. Unutarnja energija tekućine se smanjuje. 4. Kada se tijelo ohladi do točke taljenja, kristalna rešetka se počinje oporavljati. Početna temperatura tekućine Q \u003d - m Temperatura na kojoj se tvar skrućuje naziva se temperatura skrućivanja. Količina topline koja se oslobađa tijekom skrućivanja (kristalizacije) jednaka je količini topline apsorbirane tijekom taljenja.
Specifična toplina taljenja određenih tvari (pri talištu i normalnom atmosferskom tlaku. Tvar Talište, °C Specifična toplina taljenja, 10 5 J/kg Specifična toplina taljenja, kJ/kg Aluminij 6603,9390 Led 03,4340 Željezo 15392,7270 Bakar 10852,1210 Parafin 801.5150 Alkohol - 1141.1110 Srebro 9620.8787 Čelik 15000.8484 Zlato 10640.6767 Vodik - 2590.5959 Kositar 2320.5959 Olovo 3270.2525 Kisik - 2190 .1414 Živa - 390.1 212 Specifična toplina taljenja nekih tvari (pri talištu i normalnom atmosferskom tlaku. Tvar Talište, °C Specifična toplina taljenje, 10 5 J/kg Specifična toplina taljenja, k J/kg Aluminij 6603.9390 Led 03.4340 Željezo 15392.7270 Bakar 10852.1210 Parafin 801.5150 Alkohol - 1141.1110 Srebro 9620.8787 Čelik 15000.8484 Zlato 10640,6767 Vodik - 2590,5959 Kositar 2320,5959 Olovo 3270,2525 Kisik - 2190,1414 Živa - 3 90,1212 Što znači li broj = 84 k J/kg za čelik Pri taljenju 1 kg čelika na talištu i normalnom atmosferskom tlaku apsorbira se 84 kJ topline. Specifična toplina taljenja određenih tvari (pri talištu i normalnom atmosferskom tlaku. Tvar Talište, °C Specifična toplina taljenja, 10 5 J/kg Specifična toplina taljenja, kJ/kg Aluminij 6603,9390 Led 03,4340 Željezo 15392,7270 Bakar 10852,1210 Parafin 801.5150 Alkohol - 1141.1110 Srebro 9620.8787 Čelik 15000.8484 Zlato 10640.6767 Vodik - 2590.5959 Kositar 2320.5959 Olovo 3270.2525 Kisik - 2190 .1414 Živa - 390.1 212 Kolika je specifična toplina taljenja za bakar? Što znači ovaj broj? Pri taljenju 1 kg bakra na talištu točki i normalnom atmosferskom tlaku apsorbira se 2.J topline.
Rješavanje problema na temu "Specifična toplina taljenja"
Koja će se količina topline osloboditi tijekom kristalizacije 10 grama srebra, uzetog na točki taljenja, i njegovog naknadnog hlađenja na 62 ° C? Zadano: m \u003d 10 g t 2 \u003d 62ºS Q -? SI 0,01 kg t 1 \u003d 962 ºS AB - kristalizacija srebra BC - hlađenje tekućeg srebra Q 1 \u003d - mλ Q 2 \u003d c m (t 2 - t 1) Q \u003d Q 1 + Q 2 AB C Q 1 \ u003d - 0,01 kg x 87 k J / kg \u003d -870 J Q 2 \u003d 250 J / kg ºS x 0,01 kg x (-900) ºS = J Q = - (870 J J) \u003d J Odgovor: Q \u003d 3120 J λ = 0, J/kg s = 250 J/kg ºS t, min t, ºSt, ºS Rješenje:
Kolika je toplina potrebna za taljenje 400 g kositra uzetog na talištu? Kolika je masa rastaljenog kositra ako je za taljenje kositra utrošeno 35,4 kJ topline? Kositar se uzima na talištu. Opcija 1 Opcija 2 Opcija 3 * Koliko je topline potrebno za taljenje 200 cm 3 aluminija uzetog na temperaturi od 66º C?
§ 15. Odgovorite na pitanja (usmeno), naučite definicije. npr. 12 na stranici 47 (1,4,5). Pisano u bilježnicama za domaću zadaću. Preuzeli ste ovu prezentaciju... Vjerojatno ćete je koristiti u lekciji. Jeste li zaboravili reći "hvala" autoru? Novosti: 1) Zadaće se od sada rade u posebnim (tankim) bilježnicama za zadaće 2) Dvojke za neriješenu zadaću sada će se davati odmah i bez odlaganja u vidu "minusa"
