Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch và bảng kết tinh. Tóm tắt: Cơ thể nóng chảy

http: // sernam. ru / book_phis_t1.php? id = 272

§ 269. Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp

Chúng ta đã thấy rằng một bình nước đá và nước được đưa vào một căn phòng ấm áp không nóng lên cho đến khi tất cả băng tan hết. Trong trường hợp này, nước được lấy từ nước đá ở cùng nhiệt độ. Tại thời điểm này, nhiệt truyền đến hỗn hợp nước đá và do đó, nội năng của hỗn hợp này tăng lên. Từ đó ta phải kết luận rằng nội năng của nước lớn hơn nội năng của nước đá ở cùng nhiệt độ. Vì động năng của các phân tử, nước và nước đá là như nhau, nên sự gia tăng nội năng trong quá trình nóng chảy là sự gia tăng thế năng của các phân tử

Kinh nghiệm cho thấy rằng những gì đã nói đều đúng với tất cả các tinh thể. Khi tinh thể nóng chảy, cần liên tục tăng nội năng của hệ, đồng thời nhiệt độ của tinh thể và độ nóng chảy không đổi. Thông thường, sự gia tăng nội năng xảy ra khi một lượng nhiệt nhất định được truyền đến tinh thể. Mục tiêu tương tự có thể đạt được bằng cách thực hiện công việc, chẳng hạn như ma sát. Vì vậy, nội năng của sự nóng chảy luôn lớn hơn nội năng của các tinh thể cùng khối lượng ở cùng nhiệt độ. Điều này có nghĩa là sự sắp xếp có trật tự của các hạt (ở trạng thái tinh thể) tương ứng với năng lượng thấp hơn so với sự sắp xếp có trật tự (ở trạng thái nóng chảy).

Nhiệt lượng cần thiết để truyền một đơn vị khối lượng của tinh thể đến nhiệt độ nóng chảy được gọi là nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp tinh thể. Nó được biểu thị bằng jun trên kilogam.

Khi một chất đông đặc, nhiệt của phản ứng tổng hợp được giải phóng và truyền sang các vật thể xung quanh.

Việc xác định nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp các vật chịu lửa (vật có nhiệt độ nóng chảy cao) không phải là một công việc dễ dàng. Nhiệt lượng riêng của sự phản ứng tổng hợp của một tinh thể có độ nóng chảy thấp như nước đá có thể được xác định bằng nhiệt lượng kế. Sau khi đổ một lượng nước có nhiệt độ nhất định vào nhiệt lượng kế và ném vào đó một khối lượng nước đá nhất định đã bắt đầu tan chảy, tức là đã có nhiệt độ, chúng ta hãy đợi cho đến khi tất cả đá tan hết và nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế có giá trị không đổi. Sử dụng định luật bảo toàn cơ năng, chúng ta lập phương trình cân bằng nhiệt (§ 209), cho phép chúng ta xác định nhiệt dung riêng của sự nóng chảy của nước đá.

Gọi khối lượng của nước (kể cả đương lượng nước của nhiệt lượng kế) bằng khối lượng nước đá -, nhiệt dung riêng của nước -, nhiệt độ nước ban đầu -, nhiệt lượng riêng cuối cùng -, nhiệt độ nóng chảy riêng của nước đá -. Phương trình cân bằng nhiệt lượng có dạng

.

Bàn 16 chỉ ra các giá trị của nhiệt độ phản ứng tổng hợp của một số chất. Đáng chú ý là sức nóng lớn của sự tan chảy của băng. Tình huống này rất quan trọng, vì nó làm chậm quá trình tan băng trong tự nhiên. Nếu nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp thấp hơn nhiều thì lũ mùa xuân sẽ mạnh hơn nhiều lần. Khi biết nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp, chúng ta có thể tính được nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy một vật. Nếu cơ thể đã được làm nóng đến điểm nóng chảy, thì chỉ cần dùng nhiệt để làm nóng chảy nó. Nếu nó có nhiệt độ dưới điểm nóng chảy, thì bạn vẫn cần phải tiêu tốn nhiệt để sưởi ấm. Bảng 16.

269,1. Các miếng đá được ném vào một bình chứa nước, được bảo vệ tốt khỏi luồng nhiệt từ bên ngoài. Bạn có thể ném bao nhiêu viên đá để nó tan chảy hoàn toàn nếu có 500 g nước trong bình? Có thể coi nhiệt dung của một bình không đáng kể so với nhiệt dung của nước trong đó. Nhiệt dung riêng của nước đá là

http://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-641

2014-06-01 Cái xô chứa hỗn hợp nước và nước đá có khối lượng m = 10kg. Xô được đưa vào phòng và nhiệt độ của hỗn hợp được đo ngay lập tức. Kết quả là sự phụ thuộc của nhiệt độ vào thời gian T (f) được thể hiện trong hình. Nhiệt dung riêng của nước là cw = 4,2J / (kg⋅K), nhiệt dung riêng của nước đá nóng chảy là l = 340kJ / kg.

Xác định khối lượng ml nước đá trong xô khi nó được đưa vào phòng. Bỏ qua nhiệt dung của gầu. Giải: Như bạn thấy trên đồ thị, nhiệt độ của hỗn hợp không thay đổi trong 50 phút đầu tiên và vẫn ở 0∘C. Tất cả thời gian này, nhiệt mà hỗn hợp nhận được từ phòng được sử dụng để làm tan chảy băng. Sau 50 phút, tất cả đá tan chảy và nhiệt độ nước bắt đầu tăng lên. Trong 10 phút (từ f1 = 50 đến f2 = 60 phút) nhiệt độ tăng thêm DT = 2∘C. Nhiệt lượng cung cấp cho nước ra khỏi phòng trong thời gian này bằng q = cwmvDT = 84kJ. Nghĩa là trong 50 phút đầu, nhiệt lượng Q = 5q = 420 kJ đã được cung cấp cho hỗn hợp từ phòng. Nhiệt lượng này được dùng để làm tan chảy khối lượng ml nước đá: Q = lml. Như vậy khối lượng nước đá trong thùng đưa vào phòng bằng ml = Q / l≈1,2 kg.

http://www.msuee.ru/html2/med_gidr/l3_4.html

Trong bài học này, chúng ta cùng tìm hiểu khái niệm “nhiệt dung riêng của nhiệt hạch”. Giá trị này đặc trưng cho nhiệt lượng phải truyền cho 1kg chất ở nhiệt độ nóng chảy để chất đó chuyển từ trạng thái rắn sang thể lỏng (hoặc ngược lại).

Chúng ta sẽ nghiên cứu công thức tìm nhiệt lượng cần thiết cho sự nóng chảy (hoặc tỏa ra trong quá trình kết tinh) của một chất.

Chủ đề: Trạng thái tập hợp của vật chất

Bài học: Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch

Bài học này dành cho đặc điểm chính của sự nóng chảy (kết tinh) của một chất - nhiệt dung riêng của sự nhiệt hạch.

Trong bài trước, chúng ta đã đặt ra câu hỏi: nội năng của một vật thay đổi như thế nào trong quá trình nóng chảy?

Chúng tôi phát hiện ra rằng khi được cung cấp nhiệt, nội năng của cơ thể sẽ tăng lên. Đồng thời, chúng ta biết rằng nội năng của một cơ thể có thể được đặc trưng bởi một khái niệm như nhiệt độ. Như chúng ta đã biết, nhiệt độ không thay đổi trong quá trình nóng chảy. Do đó, có thể nảy sinh nghi ngờ rằng chúng ta đang đối mặt với một nghịch lý: nội năng tăng, nhưng nhiệt độ không thay đổi.

Lời giải thích cho thực tế này khá đơn giản: tất cả năng lượng được dành cho việc phá hủy mạng tinh thể. Tương tự, trong quá trình ngược lại: trong quá trình kết tinh, các phân tử của một chất được kết hợp thành một hệ thống duy nhất, trong khi năng lượng dư thừa được từ bỏ và hấp thụ bởi môi trường bên ngoài.

Kết quả của nhiều thí nghiệm khác nhau, có thể xác định rằng đối với cùng một chất, cần một lượng nhiệt khác nhau để chuyển nó từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Sau đó, người ta quyết định so sánh những lượng nhiệt này với cùng một khối lượng vật chất. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của một đặc tính như nhiệt riêng của nhiệt hạch.

Sự định nghĩa

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch- Nhiệt lượng cần phải truyền cho 1 kg chất bị nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy để chuyển chất đó từ trạng thái rắn sang thể lỏng.

Cùng một giá trị được giải phóng trong quá trình kết tinh của 1 kg chất.

Nhiệt cụ thể của phản ứng tổng hợp được biểu thị (chữ cái Hy Lạp, đọc là "lambda" hoặc "lambda").

Các đơn vị: . Trong trường hợp này, không có nhiệt độ theo thứ nguyên, vì nhiệt độ không thay đổi trong quá trình nóng chảy (kết tinh).

Để tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy một chất, dùng công thức:

Nhiệt lượng (J);

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch (được tìm kiếm từ bảng;

Khối lượng của chất.

Khi một cơ thể kết tinh, nó được viết bằng dấu "-", vì nhiệt được tỏa ra.

Một ví dụ là nhiệt dung riêng của sự tan chảy của nước đá:

... Hay nhiệt dung riêng của sự nung chảy sắt:

.

Thực tế là nhiệt dung riêng của nước đá nóng chảy cao hơn nhiệt dung riêng của sắt nóng chảy nên không có gì đáng ngạc nhiên. Nhiệt lượng mà một chất cụ thể cần để nóng chảy phụ thuộc vào đặc tính của chất đó, đặc biệt, vào năng lượng liên kết giữa các phần tử của một chất nhất định.

Trong bài học này, chúng ta đã xem xét khái niệm nhiệt dung riêng của nhiệt hạch.

Trong bài học tiếp theo, chúng ta sẽ học cách giải các bài toán về đun nóng và nóng chảy các thể kết tinh.

Thư mục

1. Gendenshtein L. E, Kaidalov A.B., Kozhevnikov VB Vật lý 8 / Ed. Orlova V.A., Royzen I.I. - M .: Mnemosina.
2. Peryshkin A.V. Vật lý 8. - M .: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Vật lý 8. - M .: Giáo dục.

1. Vật lý, cơ học, v.v. ().
2. Vật lý tuyệt vời ().
3. Cổng Internet Kaf-fiz-1586.narod.ru ().

Bài tập về nhà

Tan chảy

Tan chảy Là quá trình chuyển một chất từ ​​thể rắn sang trạng thái lỏng.

Các quan sát cho thấy nếu để đá vụn, ví dụ, có nhiệt độ 10 ° C, được để trong phòng ấm, thì nhiệt độ của nó sẽ tăng lên. Ở 0 ° C, băng sẽ bắt đầu tan chảy, nhưng nhiệt độ sẽ không thay đổi cho đến khi tất cả băng ở dạng lỏng. Sau đó, nhiệt độ của nước hình thành từ băng sẽ tăng lên.

Điều này có nghĩa là các thể tinh thể, bao gồm băng, tan chảy ở một nhiệt độ nhất định, được gọi là độ nóng chảy... Điều quan trọng là trong quá trình nóng chảy, nhiệt độ của chất kết tinh và chất lỏng được tạo thành trong quá trình nóng chảy của nó không thay đổi.

Trong thí nghiệm mô tả trên, nước đá nhận một nhiệt lượng nhất định, nội năng của nó tăng lên do động năng trung bình của chuyển động phân tử tăng. Sau đó nước đá tan chảy, nhiệt độ của nó không thay đổi, mặc dù nước đá nhận được một lượng nhiệt nhất định. Do đó, nội năng của nó tăng lên, nhưng không phải do động năng, mà do thế năng tương tác của các phân tử. Năng lượng nhận được từ bên ngoài được chi cho sự phá hủy mạng tinh thể. Theo cách tương tự, bất kỳ cơ thể kết tinh nào cũng tan chảy.

Các cơ thể vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy cụ thể. Khi nhiệt độ tăng lên, chúng dần dần mềm đi cho đến khi chuyển thành chất lỏng.

Kết tinh

Kết tinh Là quá trình chuyển của một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Khi nó nguội đi, chất lỏng sẽ tỏa nhiệt ra không khí xung quanh. Trong trường hợp này, nội năng của nó sẽ giảm do động năng trung bình của các phân tử giảm. Đến một nhiệt độ nhất định sẽ bắt đầu quá trình kết tinh, trong quá trình này nhiệt độ của môi chất không thay đổi cho đến khi đông đặc toàn bộ chất. Quá trình chuyển đổi này đi kèm với việc giải phóng một lượng nhiệt nhất định và do đó, nội năng của một chất giảm do giảm thế năng tương tác của các phân tử của chất đó.

Như vậy, sự chuyển của một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái rắn xảy ra ở một nhiệt độ nhất định, gọi là nhiệt độ kết tinh. Nhiệt độ này không thay đổi trong toàn bộ quá trình nấu chảy. Nó bằng nhiệt độ nóng chảy của chất này.

Hình bên cho thấy đồ thị sự phụ thuộc của nhiệt độ của một chất rắn kết tinh vào thời gian trong quá trình đun nóng từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ nóng chảy, nóng chảy, đun nóng một chất ở trạng thái lỏng, làm lạnh một chất lỏng, kết tinh và làm lạnh tiếp theo của một chất ở trạng thái rắn.

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch

Các chất kết tinh khác nhau có cấu trúc khác nhau. Theo đó, để phá hủy mạng tinh thể của một chất rắn ở nhiệt độ nóng chảy của nó, cần phải truyền cho nó một lượng nhiệt khác.

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch Là nhiệt lượng phải truyền vào 1kg chất kết tinh để biến chất đó thành chất lỏng ở nhiệt độ nóng chảy. Kinh nghiệm cho thấy nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp là nhiệt riêng của kết tinh .

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch được biểu thị bằng chữ cái λ ... Đơn vị nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp - [λ] = 1 J / kg.

Các giá trị của nhiệt cụ thể của phản ứng tổng hợp các chất kết tinh được cho trong bảng. Nhiệt dung riêng của nhôm nóng chảy là 3,9 * 10 5 J / kg. Điều này có nghĩa là để nung chảy 1 kg nhôm ở nhiệt độ nóng chảy thì cần tiêu tốn một nhiệt lượng 3,9 * 10 5 J. Giá trị này bằng độ tăng nội năng của 1 kg nhôm.

Để tính toán lượng nhiệt Q yêu cầu để nấu chảy một chất có khối lượng m, lấy ở điểm nóng chảy, tuân theo nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp λ nhân với khối lượng của chất: Q = λm.

Công thức tương tự được sử dụng để tính lượng nhiệt thoát ra trong quá trình kết tinh của chất lỏng.

BÀI VĂN

"Cơ thể tan chảy"

Đã thực hiện:

Prisyazhnyuk Olga 9-A

Đã kiểm tra:

Tatiana Nevzorova

Giới thiệu

1) Tính toán lượng nhiệt

2) Nóng chảy

3) Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch

4) Kim loại nóng chảy

5) Điểm nóng chảy và sôi của nước

6) Tan chảy

7) Thú vị về sự tan chảy

Kết luận (kết luận)

Danh sách tài liệu đã sử dụng

Giới thiệu

Trạng thái tổng hợp là trạng thái của một chất được đặc trưng bởi các tính chất định tính nhất định: khả năng hoặc không có khả năng duy trì khối lượng và hình dạng, sự hiện diện hoặc không có của trật tự tầm xa và tầm ngắn, và những thứ khác. Sự thay đổi trạng thái tập hợp có thể đi kèm với sự thay đổi đột ngột về năng lượng tự do, entropi, mật độ và các tính chất vật lý cơ bản khác.

Có ba trạng thái tập hợp chính: rắn, lỏng và khí. Đôi khi việc phân loại huyết tương là trạng thái kết tụ là không hoàn toàn đúng. Có những trạng thái tập hợp khác, ví dụ, tinh thể lỏng hoặc chất ngưng tụ Bose - Einstein.

Những thay đổi trong trạng thái tập hợp là quá trình nhiệt động học được gọi là quá trình chuyển pha. Có các loại sau: từ rắn sang lỏng - nóng chảy; từ thể lỏng sang thể khí - bay hơi và sôi; từ thể rắn sang thể khí - thăng hoa; từ thể khí sang thể lỏng hoặc thể rắn - ngưng tụ. Một tính năng đặc biệt là không có ranh giới rõ ràng cho quá trình chuyển đổi sang trạng thái plasma.

Khái niệm rộng hơn về giai đoạn nhiệt động lực học được sử dụng để mô tả các trạng thái khác nhau trong vật lý. Hiện tượng mô tả sự chuyển đổi từ pha này sang pha khác được gọi là hiện tượng tới hạn.

Chất rắn: Là trạng thái được đặc trưng bởi khả năng duy trì thể tích và hình dạng. Các nguyên tử của vật rắn chỉ thực hiện những dao động nhỏ xung quanh trạng thái cân bằng. Có cả thứ tự tầm xa và tầm ngắn.

Chất lỏng: Là trạng thái của một chất mà nó có khả năng chịu nén thấp, tức là nó giữ được thể tích tốt, nhưng không thể duy trì hình dạng của nó. Chất lỏng dễ dàng có hình dạng của bình mà nó được đặt. Các nguyên tử hoặc phân tử của chất lỏng dao động gần trạng thái cân bằng, bị giữ lại bởi các nguyên tử khác, và thường nhảy đến những nơi tự do khác. Chỉ có đơn đặt hàng trong phạm vi ngắn.

Chất khí: Là trạng thái đặc trưng bởi khả năng chịu nén tốt, thiếu khả năng duy trì cả thể tích và hình dạng. Khí tìm cách chiếm toàn bộ thể tích được cung cấp cho nó. Các nguyên tử hoặc phân tử khí hoạt động tương đối tự do, khoảng cách giữa chúng lớn hơn nhiều so với kích thước của chúng.

Các trạng thái khác: Khi làm lạnh sâu, một số (khác xa với tất cả) chất chuyển sang trạng thái siêu dẫn hoặc siêu lỏng. Tất nhiên, những trạng thái này là các pha nhiệt động lực học riêng biệt, nhưng chúng khó có thể được gọi là trạng thái tập hợp mới của vật chất do tính không phổ biến của chúng. Các chất không đồng nhất như bột nhão, gel, huyền phù, sol khí, v.v., trong những điều kiện nhất định thể hiện các đặc tính của cả chất rắn và chất lỏng và thậm chí cả chất khí, thường được phân loại là vật liệu phân tán, và không ở bất kỳ trạng thái tập hợp cụ thể nào của vật chất ...

Tan chảy

Cơm. 1. Trạng thái của vật chất nguyên chất (sơ đồ)

Cơm. 2. Điểm nóng chảy của thể kết tinh

Cơm. 3. Điểm nóng chảy của kim loại kiềm

Sự nóng chảy - sự chuyển đổi của một chất từ ​​trạng thái tinh thể (rắn) sang thể lỏng; xảy ra với sự hấp thụ nhiệt (chuyển pha của loại thứ nhất). Các đặc điểm chính của P. của các chất nguyên chất là nhiệt độ nóng chảy (Tm) và nhiệt cần thiết cho quá trình P. (nhiệt của phản ứng tổng hợp Qmel).

Nhiệt độ của P. phụ thuộc vào áp suất bên ngoài p; trên giản đồ trạng thái của một chất tinh khiết, sự phụ thuộc này được mô tả bằng đường cong nóng chảy (đường cong của sự cùng tồn tại của pha rắn và lỏng, AD hoặc AD "trong Hình 1). Hợp kim và dung dịch rắn thường xảy ra trong khoảng nhiệt độ ( ngoại trừ eutectics với Tm không đổi) Sự phụ thuộc của nhiệt độ ở đầu và cuối của hợp kim kim loại vào thành phần của nó ở một áp suất nhất định được mô tả trên giản đồ trạng thái bằng các đường đặc biệt (đường cong lỏng và rắn, xem Hệ nhị phân). từ trạng thái kết tinh rắn sang trạng thái lỏng đẳng hướng xảy ra theo từng giai đoạn (trong một khoảng nhiệt độ nhất định), mỗi giai đoạn đặc trưng cho một giai đoạn nhất định trong quá trình phá hủy cấu trúc tinh thể.

Sự có mặt ở nhiệt độ xác định của P. là một dấu hiệu quan trọng của cấu trúc tinh thể chính xác của chất rắn. Trên cơ sở này, có thể dễ dàng phân biệt chúng với chất rắn vô định hình, không có Tm cố định. Chất rắn vô định hình chuyển dần sang trạng thái lỏng, mềm dần khi nhiệt độ tăng (xem Trạng thái vô định hình). Vonfram có nhiệt độ cao nhất trong số các kim loại nguyên chất (3410 ° C), và nhiệt độ thấp nhất là thủy ngân (-38,9 ° C). Đặc biệt các hợp chất chịu lửa bao gồm: TiN (3200 ° C), HfN (3580 ° C), ZrC (3805 ° C), TaC (4070 ° C), HfC (4160 ° C), v.v. Theo quy định, đối với các chất có Tm được đặc trưng bởi các giá trị cao hơn của Qpl. Các tạp chất có trong các chất kết tinh làm giảm Tm của chúng. Điều này được sử dụng trong thực tế để thu được các hợp kim có Tm thấp (ví dụ, xem hợp kim của Gỗ với Tm = 68 ° C) và các hỗn hợp làm nguội.

P. bắt đầu khi chất kết tinh tan. Từ lúc bắt đầu nung cho đến khi hoàn thành, nhiệt độ của chất không đổi và bằng Tm, không phụ thuộc vào sự truyền nhiệt cho chất (Hình 2). Không thể gia nhiệt tinh thể đến T> Tm trong điều kiện bình thường (xem Quá nhiệt), trong khi trong quá trình kết tinh, tương đối dễ dàng đạt được sự siêu lạnh đáng kể của sự nóng chảy.

Bản chất của sự phụ thuộc của Tm vào áp suất p được xác định bởi hướng thay đổi thể tích (DVpl) tại P. (xem phương trình Clapeyron - Clausius). Trong hầu hết các trường hợp, P. của một chất đi kèm với sự gia tăng thể tích của chúng (thường là vài%). Nếu đúng như vậy thì áp suất tăng dẫn đến tăng Tm (Hình 3). Tuy nhiên, đối với một số chất (nước, một số kim loại và kim loại, xem Hình 1), P. giảm thể tích. P. nhiệt độ của các chất này giảm khi áp suất tăng.

P. đi kèm với sự thay đổi tính chất vật lý của một chất: tăng entropi, phản ánh sự rối loạn cấu trúc tinh thể của một chất; tăng nhiệt dung, điện trở [ngoại trừ một số bán kim loại (Bi, Sb) và bán dẫn (Ge), ở trạng thái lỏng có độ dẫn điện cao hơn]. Tại P., lực cản cắt giảm xuống gần như bằng không (sóng đàn hồi ngang không thể truyền trong chất tan, xem chất lỏng), tốc độ truyền âm (sóng dọc) giảm, v.v.

Theo khái niệm động học phân tử, P. được thực hiện như sau. Khi nhiệt được cung cấp cho vật thể tinh thể, năng lượng dao động (biên độ dao động) của các nguyên tử của nó tăng lên, dẫn đến tăng nhiệt độ vật thể và góp phần hình thành các loại khuyết tật trong tinh thể (các nút không được lấp đầy của mạng tinh thể - chỗ trống; vi phạm tính tuần hoàn của mạng tinh thể bởi các nguyên tử được nhúng giữa các nút của nó, v.v., xem Các khiếm khuyết trong tinh thể). Trong tinh thể phân tử, sự mất trật tự một phần sự định hướng lẫn nhau của các trục phân tử có thể xảy ra nếu các phân tử không có dạng hình cầu. Sự gia tăng dần dần số lượng khuyết tật và sự liên kết của chúng đặc trưng cho giai đoạn đúc sẵn. Khi đạt đến Tm, nồng độ khuyết tật tới hạn được tạo ra trong tinh thể, và mạng tinh thể bắt đầu phân rã thành các vùng tiểu vi mô dễ di động. Nhiệt được cung cấp trong quá trình P. không được sử dụng để làm nóng cơ thể, mà để phá vỡ các liên kết giữa các nguyên tử và phá hủy trật tự tầm xa trong tinh thể (xem Thứ tự tầm xa và thứ tự tầm ngắn). Trong bản thân các vùng vi mô, trật tự khoảng ngắn trong sự sắp xếp của các nguyên tử không thay đổi đáng kể trong thời gian P. (số phối trí của sự nóng chảy ở Tm trong hầu hết các trường hợp vẫn giống như trong tinh thể). Điều này giải thích các giá trị thấp hơn của nhiệt nóng chảy Qpl so với nhiệt hoá hơi và sự thay đổi tương đối nhỏ của một số tính chất vật lý của các chất trong thời gian P của chúng.

Quá trình khoáng hóa đóng một vai trò quan trọng trong tự nhiên (sản xuất băng tuyết trên bề mặt Trái đất, sản xuất khoáng chất bên trong trái đất, v.v.) và trong công nghệ (sản xuất kim loại và hợp kim, đúc thành khuôn, v.v.) .

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp (cũng là: entanpi của phản ứng tổng hợp; cũng có một khái niệm tương đương về nhiệt dung riêng của quá trình kết tinh) - nhiệt lượng phải được báo cáo cho một đơn vị khối lượng của một chất kết tinh trong một quá trình đẳng nhiệt đẳng tích cân bằng để chuyển nó từ trạng thái rắn (kết tinh) sang thể lỏng (bằng nhiệt lượng toả ra trong quá trình kết tinh của chất). Nhiệt của phản ứng tổng hợp là một trường hợp đặc biệt của nhiệt chuyển pha bậc một. Phân biệt nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp (J / kg) và mol (J / mol).

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp được ký hiệu bằng một chữ cái (chữ cái Hy Lạp lambda) Công thức tính nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp:

trong đó là nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp, là nhiệt lượng mà chất nhận được trong quá trình nóng chảy (hoặc tỏa ra trong quá trình kết tinh), là khối lượng của chất nóng chảy (kết tinh).

Kim loại nóng chảy

Khi nấu chảy kim loại, phải tuân theo các quy tắc đã biết. Giả sử rằng chúng sẽ nấu chảy chì và kẽm. Chì sẽ nhanh chóng nóng chảy, có nhiệt độ nóng chảy là 327 °; kẽm sẽ ở trạng thái rắn trong một thời gian dài, vì điểm nóng chảy của nó trên 419 °. Điều gì xảy ra để dẫn khi nó quá nóng? Nó sẽ bắt đầu được bao phủ bởi một lớp màng bảy sắc cầu vồng, và sau đó bề mặt của nó sẽ được ẩn dưới một lớp bột không nóng chảy. Chì bị đốt cháy do quá nhiệt, bị oxy hóa, kết hợp với oxy trong khí quyển. Như bạn đã biết, quá trình này xảy ra ở nhiệt độ bình thường, nhưng khi được làm nóng, nó diễn ra nhanh hơn nhiều. Như vậy, vào thời điểm kẽm bắt đầu nóng chảy, sẽ chỉ còn lại rất ít kim loại chì. Hợp kim sẽ trở nên hoàn toàn khác với những gì mong đợi, và một lượng lớn chì sẽ bị mất đi dưới dạng chất thải. Rõ ràng là trước tiên người ta phải nấu chảy kẽm chịu lửa hơn và sau đó cho chì vào đó. Điều tương tự cũng sẽ xảy ra nếu bạn hợp kim kẽm với đồng hoặc đồng thau, đun nóng kẽm trước. Kẽm sẽ cháy hết khi đồng nóng chảy. Do đó, trước hết người ta phải nấu chảy kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao hơn.

Nhưng không thể tránh khỏi tình trạng kiệt sức này một mình. Nếu một hợp kim được nung nóng thích hợp được giữ trên lửa trong một thời gian dài, một lớp màng sẽ lại hình thành trên bề mặt của kim loại lỏng do kết quả của sự cháy. Rõ ràng là một kim loại dễ nóng chảy hơn sẽ lại chuyển thành oxit và thành phần của hợp kim sẽ thay đổi; điều này có nghĩa là kim loại không thể bị quá nhiệt trong thời gian dài một cách không cần thiết. Do đó, họ cố gắng bằng mọi cách có thể để giảm thiểu chất thải kim loại, đặt nó thành một khối nhỏ gọn; những mảnh nhỏ, mùn cưa, dăm bào trước tiên “xếp”, nung chảy những mảnh có cùng kích thước hoặc nhỏ hơn, nung ở nhiệt độ vừa đủ, bảo vệ bề mặt kim loại không tiếp xúc với không khí. Với mục đích này, người thợ có thể lấy hàn the hoặc chỉ cần phủ lên bề mặt kim loại một lớp tro, lớp tro sẽ luôn nổi lên trên (do trọng lượng riêng thấp hơn) và sẽ không cản trở việc đổ kim loại vào. Khi kim loại đông đặc lại, một hiện tượng khác xảy ra, điều này có lẽ cũng quen thuộc với những người thợ thủ công trẻ. Kim loại khi hóa rắn sẽ giảm thể tích, sự giảm này xảy ra do các hạt kim loại bên trong, chưa hóa rắn. Một chỗ lõm hình phễu đáng kể hơn hoặc ít hơn, được gọi là khoang co ngót, được hình thành trên bề mặt của vật đúc hoặc bên trong nó. Thông thường, hình dạng được tạo ra sao cho các lỗ co ngót thu được ở những vị trí đúc đó, sau đó được loại bỏ, cố gắng bảo vệ bản thân sản phẩm càng nhiều càng tốt. Rõ ràng là các khoang co ngót làm hỏng quá trình đúc và đôi khi có thể khiến nó không thể sử dụng được. Sau khi nấu chảy, kim loại hơi nóng lên nên mỏng hơn và nóng hơn, do đó tốt hơn nên lấp đầy các bộ phận của khuôn và không bị đóng băng sớm do tiếp xúc với khuôn lạnh hơn.

Vì điểm nóng chảy của hợp kim thường thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại chịu lửa nhất trong hợp kim, nên đôi khi có lợi khi làm ngược lại: đầu tiên, nấu chảy kim loại có độ nóng chảy thấp hơn, sau đó là kim loại chịu lửa hơn. Tuy nhiên, điều này chỉ được phép đối với các kim loại không bị oxy hóa mạnh hoặc với điều kiện là các kim loại này được bảo vệ khỏi quá trình oxy hóa quá mức. Cần phải lấy nhiều kim loại hơn mức cần thiết cho bản thân vật đó, để nó lấp đầy không chỉ hình thức mà còn lấp đầy kênh truyền động. Rõ ràng là trước tiên người ta phải tính toán lượng kim loại cần thiết.

Điểm nóng chảy và sôi của nước

Đặc tính tuyệt vời và có lợi nhất của nước đối với tự nhiên sống là khả năng ở thể lỏng trong điều kiện "bình thường". Các phân tử rất giống với hợp chất nước (ví dụ, phân tử H2S hoặc H2Se) nặng hơn nhiều, và tạo thành khí trong cùng điều kiện. Do đó, nước dường như mâu thuẫn với các quy định của bảng tuần hoàn, như bạn đã biết, dự đoán khi nào, ở đâu và tính chất nào của các chất sẽ gần nhau. Trong trường hợp của chúng tôi, dựa trên bảng rằng tính chất của các hợp chất hydro của các nguyên tố (gọi là hiđrua) nằm trong cùng một cột thẳng đứng nên thay đổi đơn điệu khi khối lượng nguyên tử tăng lên. Oxy là nguyên tố thuộc nhóm thứ sáu của bảng này. Trong cùng một nhóm có lưu huỳnh S (với trọng lượng nguyên tử là 32), selen Se (với trọng lượng nguyên tử là 79), tellurium Te (với trọng lượng nguyên tử là 128) và polonium Po (với trọng lượng nguyên tử là 209). Do đó, các đặc tính của hyđrua của các nguyên tố này sẽ thay đổi đơn điệu khi chuyển từ nguyên tố nặng sang nguyên tố nhẹ hơn, tức là theo dãy H2Po → H2Te → H2Se → H2S → H2O. Đây chính xác là những gì sẽ xảy ra, nhưng chỉ với bốn hyđrua đầu tiên. Ví dụ, điểm sôi và điểm nóng chảy tăng lên khi khối lượng nguyên tử của các nguyên tố tăng dần. Trong hình, các dấu thập đánh dấu điểm sôi của các hydrua này, và các vòng tròn biểu thị điểm nóng chảy.

Như bạn có thể thấy, với sự giảm trọng lượng nguyên tử, nhiệt độ giảm hoàn toàn tuyến tính. Vùng tồn tại của pha lỏng của hyđrua ngày càng trở nên "lạnh hơn", và nếu ôxy hyđrua H2O là một hợp chất bình thường, tương tự như các nước láng giềng trong nhóm thứ sáu, thì nước lỏng sẽ tồn tại trong phạm vi từ -80 ° С đến -95 ° С. nhiệt độ cao H2O sẽ luôn là chất khí. May mắn thay cho chúng ta và tất cả sự sống trên Trái đất, nước là bất thường, nó không nhận ra các mô hình tuần hoàn mà tuân theo các quy luật riêng của nó.

Điều này được giải thích khá đơn giản - hầu hết các phân tử nước được kết nối với nhau bằng liên kết hydro. Chính những liên kết này giúp phân biệt nước với các hiđrua lỏng H2S, H2Se và H2Te. Nếu không có chúng ở đó, thì nước đã sôi ở âm 95 ° C. Năng lượng của các liên kết hydro đủ lớn, và chúng chỉ có thể bị phá vỡ ở nhiệt độ cao hơn nhiều. Ngay cả ở trạng thái khí, một số lượng lớn các phân tử H2O vẫn giữ được liên kết hydro của chúng, kết hợp với nhau để tạo thành (H2O) 2 dimer. Các liên kết hiđro hoàn toàn chỉ biến mất ở nhiệt độ hơi nước 600 ° C.

Nhớ lại rằng sự sôi là sự hình thành các bọt hơi bên trong chất lỏng sôi. Ở áp suất thường, nước tinh khiết sôi ở 100 "C. Trong trường hợp cung cấp nhiệt qua bề mặt tự do, quá trình bay hơi trên bề mặt sẽ tăng tốc, nhưng hiện tượng bốc hơi thể tích đặc trưng của sự sôi không xảy ra. Quá trình sôi cũng có thể được thực hiện bằng cách hạ nhiệt độ bên ngoài áp suất, vì trong trường hợp này, hơi nước có áp suất, bằng với áp suất bên ngoài, đạt được ở nhiệt độ thấp hơn. Ở trên đỉnh của một ngọn núi rất cao, áp suất và do đó, nhiệt độ sôi thấp đến mức nước trở nên không thích hợp. nấu thức ăn - nhiệt độ nước yêu cầu không đạt được. Nó có thể làm chảy chì (327 ° C), nhưng nó sẽ không sôi.

Ngoài các điểm sôi siêu cao của sự nóng chảy (và quá trình sau này đòi hỏi nhiệt độ phản ứng tổng hợp quá cao đối với một chất lỏng đơn giản như vậy), phạm vi tồn tại của nước rất khác thường - một trăm độ mà các nhiệt độ này khác nhau - khá phạm vi lớn đối với chất lỏng có trọng lượng phân tử thấp như nước. Giới hạn cho phép của giá trị siêu lạnh và quá nhiệt của nước là lớn bất thường - với việc làm nóng hoặc làm mát nhẹ nhàng, nước vẫn ở dạng lỏng từ -40 ° C đến +200 ° C. Điều này mở rộng phạm vi nhiệt độ trong đó nước có thể ở trạng thái lỏng lên đến 240 ° C.

Khi nước đá được đun nóng, nhiệt độ của nó đầu tiên tăng lên, nhưng kể từ thời điểm hỗn hợp nước và nước đá được hình thành, nhiệt độ sẽ không thay đổi cho đến thời điểm tất cả nước đá tan chảy. Điều này là do thực tế là nhiệt cung cấp cho băng tan chủ yếu chỉ dành cho việc phá hủy các tinh thể. Nhiệt độ của nước đá nóng chảy không thay đổi cho đến khi tất cả các tinh thể bị phá hủy (xem nhiệt độ nóng chảy tiềm ẩn).

Tan chảy

Nóng chảy là một trạng thái nóng chảy lỏng của các chất ở nhiệt độ trong các ranh giới nhất định bị loại bỏ khỏi điểm nóng chảy tới hạn và nằm gần điểm nóng chảy hơn. Bản chất của sự nóng chảy vốn được xác định bởi kiểu liên kết hóa học của các nguyên tố trong chất nóng chảy.

Nóng chảy được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, chế tạo thủy tinh và các lĩnh vực công nghệ khác. Thông thường các chất tan có thành phần phức tạp và chứa các thành phần tương tác khác nhau (xem biểu đồ pha).

Tan chảy là

1.Metal (Kim loại (tên gọi xuất phát từ tiếng La tinh metallum - mỏ, mỏ) - một nhóm các nguyên tố có tính chất kim loại đặc trưng, ​​chẳng hạn như độ dẫn nhiệt và điện cao, hệ số nhiệt độ dương, độ dẻo cao và ánh kim loại);

2. Ion (Ion (tiếng Hy Lạp cổ đại là ἰόν - go) là một hạt mang điện đa nguyên tử hoặc đơn nguyên được hình thành do sự mất hoặc gắn một hoặc nhiều electron của một nguyên tử hoặc phân tử. Quá trình ion hóa (quá trình hình thành các ion) có thể xảy ra ở nhiệt độ cao, tiếp xúc với điện trường);

3. Chất bán dẫn có liên kết cộng hoá trị giữa các nguyên tử (Chất bán dẫn là vật liệu mà tính dẫn điện riêng của chúng chiếm vị trí trung gian giữa chất dẫn điện và chất điện môi và khác với chất dẫn điện bởi độ dẫn điện phụ thuộc nhiều vào nồng độ tạp chất, nhiệt độ và các loại bức xạ). Tính chất chính của các vật liệu này là tăng độ dẫn điện khi nhiệt độ tăng);

4. hữu cơ tan chảy với liên kết van der Waals;

5. Polyme cao (Polyme (tiếng Hy Lạp πολύ- - nhiều; μέρος - part) - các chất vô cơ và hữu cơ, vô định hình và tinh thể thu được bằng cách lặp lại nhiều lần các nhóm nguyên tử khác nhau, được gọi là "đơn vị monome", được kết nối thành các đại phân tử dài bằng hóa chất hoặc liên kết phối hợp)

Sự nóng chảy theo loại hợp chất hóa học là:

1. kiềm;

2. ôxít;

3.Oxit-silicat (xỉ), v.v.

Tan chảy với các tính chất đặc biệt:

1. kỹ thuật

Thú vị về sự tan chảy

Hạt đá và các ngôi sao.

Mang một cục đá sạch vào một căn phòng ấm áp và xem nó tan chảy. Nó nhanh chóng trở nên rõ ràng rằng băng, dường như nguyên khối và đồng nhất, vỡ ra thành nhiều hạt nhỏ - các tinh thể riêng lẻ. Chúng nằm hỗn loạn trong khối băng. Một bức tranh thú vị không kém có thể được nhìn thấy khi băng tan ra khỏi bề mặt.

Đưa một cục đá mịn lên đèn và đợi cho nó tan chảy. Khi nóng chảy chạm vào các hạt bên trong, các hoa văn rất mịn sẽ bắt đầu xuất hiện ở đó. Trong một kính lúp mạnh, bạn có thể thấy chúng có hình dạng như những bông tuyết hình lục giác. Trên thực tế, đây là những chỗ trũng nóng chảy chứa đầy nước. Hình dạng và hướng của các tia của chúng tương ứng với định hướng của các đơn tinh thể nước đá. Những mẫu này được gọi là ngôi sao của Tyndall theo tên một nhà vật lý người Anh, người đã phát hiện và mô tả chúng vào năm 1855. "Những ngôi sao của Tyndall", tương tự như những bông tuyết, thực chất là những chỗ lõm trên bề mặt băng tan có kích thước khoảng 1,5 mm, chứa đầy nước. Ở trung tâm của chúng, có thể nhìn thấy các bọt khí phát sinh do sự khác biệt về thể tích của nước đá tan chảy và nước tan chảy.

BẠN CÓ BIẾT KHÔNG?

Có một kim loại, được gọi là hợp kim của Gỗ, có thể dễ dàng nấu chảy ngay cả trong nước ấm (+68 độ C). Vì vậy khi khuấy đường trong ly, thìa kim loại từ hợp kim này sẽ tan nhanh hơn đường!

Chất chịu lửa nhất, tantali cacbua TaC0-88, nóng chảy ở nhiệt độ 3990 ° C.

Năm 1987, các nhà nghiên cứu người Đức đã có thể làm siêu lạnh nước đến nhiệt độ -700C, giữ nó ở trạng thái lỏng.

Đôi khi, để làm cho tuyết trên vỉa hè tan nhanh hơn, chúng được rắc thêm muối. Băng tan xảy ra do dung dịch muối trong nước được tạo thành, có điểm đóng băng thấp hơn nhiệt độ không khí. Giải pháp chỉ nhỏ giọt trên vỉa hè.

Điều thú vị là chân lạnh hơn trên vỉa hè ẩm ướt, vì nhiệt độ của dung dịch muối và nước thấp hơn nhiệt độ của tuyết tinh khiết.

Nếu bạn rót trà từ ấm trà vào hai cốc: có đường và không có đường, thì trà trong cốc có đường sẽ lạnh hơn, bởi vì năng lượng cũng được tiêu thụ để hòa tan đường (phá hủy mạng tinh thể của nó).

Trong trường hợp băng giá khắc nghiệt, để khôi phục độ mịn của băng, sân trượt băng được tưới bằng nước nóng .. Nước nóng làm tan lớp băng mỏng trên cùng, đóng băng không nhanh, có thời gian lan rộng và bề mặt băng rất mịn.

Kết luận (kết luận)

Sự nóng chảy là sự chuyển một chất từ ​​trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Khi bị nung nóng, nhiệt độ của chất tăng, tốc độ chuyển động nhiệt của các hạt tăng, đồng thời nội năng của vật tăng.

Khi nhiệt độ của chất rắn đạt đến nhiệt độ nóng chảy, mạng tinh thể của chất rắn bắt đầu sụp đổ. Do đó, phần năng lượng chính của bộ gia nhiệt, dẫn đến chất rắn, được sử dụng để làm giảm liên kết giữa các phần tử của chất, tức là vào sự phá hủy mạng tinh thể. Trong trường hợp này, năng lượng tương tác giữa các hạt tăng lên.

Chất nóng chảy có nội năng dự trữ lớn hơn ở trạng thái rắn. Phần nhiệt còn lại của phản ứng tổng hợp được dùng để thực hiện công việc thay đổi thể tích của vật thể trong quá trình nóng chảy.

Trong quá trình nóng chảy, thể tích của hầu hết các vật thể kết tinh tăng (3-6%), và giảm trong quá trình đông đặc. Nhưng, có những chất khi nóng chảy thì thể tích giảm, khi đông đặc lại tăng lên. Chúng bao gồm, ví dụ, nước và gang, silicon và một số loại khác. ... Đó là lý do tại sao băng nổi trên mặt nước, và gang rắn - tự nó tan chảy.

Chất rắn được gọi là vô định hình (hổ phách, nhựa thông, thủy tinh) không có nhiệt độ nóng chảy cụ thể.

Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy một chất bằng tích nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp bằng khối lượng của chất đã cho.

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp cho biết nhiệt lượng cần thiết để chuyển hoàn toàn 1kg một chất từ ​​trạng thái rắn thành lỏng, lấy ở tốc độ nóng chảy.

Đơn vị nhiệt dung riêng của nhiệt hạch trong SI là 1 J / kg.

Trong quá trình nóng chảy, nhiệt độ của tinh thể không đổi. Nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ nóng chảy. Mỗi chất có nhiệt độ nóng chảy riêng.

Điểm nóng chảy của một chất nhất định phụ thuộc vào áp suất khí quyển.

Danh sách tài liệu đã sử dụng

1) Dữ liệu của bách khoa toàn thư điện tử miễn phí "Wikpedia"

http://ru.wikipedia.org/wiki/Home_page

2) Trang web "Lớp học! Vật lý Naya dành cho những người tò mò" http://class-fizika.narod.ru/8_11.htm

3) Trang web "Tính chất vật lý của nước"

http://all-about-water.ru/boiling-tempeosystem.php

4) Trang web "Kim loại và cấu trúc"

http://metaloconstruction.ru/osnovy-plavleniya-metallov/

Sự chuyển của một chất từ ​​trạng thái tinh thể rắn sang thể lỏng được gọi là tan chảy. Để làm nóng chảy một thể rắn kết tinh, nó phải được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định, tức là phải cung cấp nhiệt.Nhiệt độ tại đó một chất nóng chảy được gọi lànhiệt độ nóng chảy của chất.

Quá trình ngược lại - chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn - xảy ra với sự giảm nhiệt độ, tức là nhiệt bị loại bỏ. Sự chuyển của một chất từ ​​thể lỏng sang thể rắn được gọi làlàm cứng , hoặc là pha lêvôi hóa . Nhiệt độ mà một chất kết tinh được gọi lànhiệt độ tinh thểzation .

Kinh nghiệm cho thấy chất nào cũng kết tinh và nóng chảy ở nhiệt độ như nhau.

Hình bên là đồ thị sự phụ thuộc của nhiệt độ của thể kết tinh (nước đá) vào thời gian nung nóng (từ điểm MỘTđến điểm D) và thời gian làm mát (từ điểm Dđến điểm K). Thời gian được vẽ trên trục hoành và nhiệt độ được vẽ trên trục tung.

Từ biểu đồ có thể thấy rằng quá trình quan sát bắt đầu từ thời điểm nhiệt độ của băng là -40 ° С, hoặc, như người ta nói, nhiệt độ tại thời điểm ban đầu tsớm= -40 ° C (điểm MỘT trên đồ thị). Khi tiếp tục đun nóng, nhiệt độ nước đá tăng lên (trên biểu đồ, đây là phần AB). Nhiệt độ tăng đến 0 ° C - nhiệt độ nóng chảy của nước đá. Ở 0 ° C, băng bắt đầu tan chảy và nhiệt độ của nó ngừng tăng lên. Trong toàn bộ thời gian tan chảy (tức là cho đến khi tất cả đá tan hết), nhiệt độ nước đá không thay đổi, mặc dù đầu đốt tiếp tục cháy và do đó nhiệt được cung cấp. Quá trình nóng chảy tương ứng với phần nằm ngang của đồ thị mặt trời . Chỉ sau khi tất cả đá tan chảy và chuyển thành nước, nhiệt độ mới bắt đầu tăng trở lại (phần đĩa CD). Sau khi nhiệt độ của nước đạt đến +40 ° C, đầu đốt được dập tắt và nước bắt đầu nguội, tức là nhiệt được loại bỏ (đối với điều này, bạn có thể đặt một bình chứa nước vào một bình khác, lớn hơn có đá). Nhiệt độ nước bắt đầu giảm (phần DE). Khi nhiệt độ đạt đến 0 ° C, nhiệt độ nước ngừng giảm, mặc dù thực tế là nhiệt vẫn bị loại bỏ. Đây là quá trình kết tinh nước - tạo băng (mặt cắt ngang EF). Cho đến khi tất cả nước chuyển thành đá, nhiệt độ sẽ không thay đổi. Chỉ sau điều này, nhiệt độ nước đá mới bắt đầu giảm (phần FK).

Hình ảnh của đồ thị được xem xét được giải thích như sau. Vị trí trên AB do nhiệt lượng cung cấp, động năng trung bình của các phân tử nước đá tăng, nhiệt độ của nó tăng lên. Vị trí trên mặt trời tất cả năng lượng mà bên trong bình nhận được đều dành cho việc phá hủy mạng tinh thể của nước đá: sự sắp xếp không gian có trật tự của các phân tử của nó được thay thế bằng những thứ không có trật tự, khoảng cách giữa các phân tử thay đổi, tức là. có sự sắp xếp lại các phân tử theo cách mà chất này trở thành chất lỏng. Trong trường hợp này, động năng trung bình của các phân tử không thay đổi, do đó nhiệt độ cũng không đổi. Sự gia tăng hơn nữa nhiệt độ của nước đá nóng chảy (trong khu vực đĩa CD) nghĩa là sự gia tăng động năng của các phân tử nước do nhiệt lượng do đầu đốt cung cấp.

Khi làm mát nước (phần DE) Một phần năng lượng bị lấy đi, các phân tử nước chuyển động với tốc độ thấp hơn, động năng trung bình của chúng giảm - nhiệt độ giảm, nước nguội đi. Ở 0 ° С (mặt cắt ngang EF) các phân tử bắt đầu xếp thành hàng theo một trật tự nhất định, tạo thành mạng tinh thể. Cho đến khi quá trình này hoàn thành, nhiệt độ của chất sẽ không thay đổi, mặc dù nhiệt bị loại bỏ, có nghĩa là khi đông đặc, chất lỏng (nước) giải phóng năng lượng. Đây chính xác là năng lượng mà băng hấp thụ, biến thành chất lỏng (phần mặt trời). Nội năng của chất lỏng lớn hơn nội năng của chất rắn. Khi tan chảy (và kết tinh), nội năng của cơ thể thay đổi đột ngột.

Các kim loại nóng chảy ở nhiệt độ trên 1650 ºС được gọi là chịu lửa(titan, crom, molypden, v.v.). Điểm nóng chảy cao nhất trong số đó là đối với vonfram - khoảng 3400 ° C. Kim loại chịu lửa và các hợp chất của chúng được sử dụng làm vật liệu chịu nhiệt trong chế tạo máy bay, tên lửa và công nghệ vũ trụ cũng như năng lượng hạt nhân.

Chúng ta hãy nhấn mạnh một lần nữa rằng một chất sẽ hấp thụ năng lượng khi nó nóng chảy. Mặt khác, trong quá trình kết tinh, nó thải ra môi trường. Nhận một lượng nhiệt nhất định tỏa ra trong quá trình kết tinh, môi trường nóng lên. Điều này được nhiều loài chim biết đến. Cách đây không lâu, chúng có thể được nhìn thấy vào mùa đông trong thời tiết băng giá ngồi trên lớp băng bao phủ các sông và hồ. Do sự giải phóng năng lượng trong quá trình hình thành băng, không khí bên trên nó ấm hơn vài độ so với trong rừng trên cây, và các loài chim tận dụng điều này.

Chất vô định hình nóng chảy.

Sự hiện diện của một số độ nóng chảy Là một đặc điểm quan trọng của chất kết tinh. Trên cơ sở đó có thể dễ dàng phân biệt chúng với các thể vô định hình, còn được gọi là chất rắn. Chúng bao gồm, đặc biệt, kính, nhựa có độ nhớt cao, chất dẻo.

Chất vô định hình(không giống như những tinh thể) không có một điểm nóng chảy cụ thể - chúng không nóng chảy, nhưng mềm. Khi bị nung nóng, một mảnh thủy tinh, chẳng hạn, đầu tiên trở nên mềm từ cứng, nó có thể dễ dàng uốn cong hoặc kéo dài; ở nhiệt độ cao hơn, mảnh bắt đầu thay đổi hình dạng dưới tác dụng của lực hấp dẫn của chính nó. Khi nó nóng lên, khối nhớt đặc có hình dạng của chiếc bình mà nó nằm trong đó. Khối lượng này lúc đầu đặc, giống như mật ong, sau đó - giống như kem chua và cuối cùng, trở thành chất lỏng có độ nhớt thấp gần giống như nước. Tuy nhiên, không thể chỉ ra một nhiệt độ nhất định của quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng ở đây, vì nó không tồn tại.

Lý do cho điều này nằm ở sự khác biệt cơ bản giữa cấu trúc của vật thể vô định hình và cấu trúc của vật thể tinh thể. Các nguyên tử trong thể vô định hình được sắp xếp một cách ngẫu nhiên. Các cơ thể vô định hình có cấu trúc tương tự như chất lỏng. Đã ở trong thủy tinh rắn, các nguyên tử được sắp xếp một cách ngẫu nhiên. Điều này có nghĩa là sự tăng nhiệt độ của thủy tinh chỉ làm tăng phạm vi dao động của các phân tử của nó, dần dần cho chúng chuyển động tự do hơn. Do đó, thủy tinh mềm dần và không thể hiện sự chuyển đổi rõ nét "rắn-lỏng", đặc trưng của sự chuyển đổi từ sự sắp xếp của các phân tử theo một trật tự chặt chẽ sang một trật tự.

Nhiệt của nhiệt hạch.

Nhiệt của nhiệt hạch Là nhiệt lượng phải truyền vào một chất ở áp suất và nhiệt độ không đổi bằng nhiệt độ nóng chảy để chuyển hoàn toàn chất đó từ trạng thái rắn kết tinh sang trạng thái lỏng. Nhiệt của phản ứng tổng hợp bằng nhiệt lượng toả ra trong quá trình kết tinh của một chất từ ​​trạng thái lỏng. Khi nóng chảy, tất cả nhiệt lượng cung cấp cho một chất được dùng để làm tăng thế năng của các phân tử của chất đó. Động năng không thay đổi, vì sự nóng chảy xảy ra ở nhiệt độ không đổi.

Nghiên cứu thực nghiệm sự nóng chảy của các chất khác nhau có cùng khối lượng, người ta có thể nhận thấy rằng cần phải có những lượng nhiệt khác nhau để biến chúng thành chất lỏng. Ví dụ, để làm tan chảy một kg băng, bạn cần tiêu tốn 332 J năng lượng và để làm tan chảy 1 kg chì - 25 kJ.

Lượng nhiệt do cơ thể tỏa ra được coi là âm. Do đó, khi tính nhiệt lượng toả ra trong quá trình kết tinh của chất có khối lượng m, bạn nên sử dụng cùng một công thức, nhưng có dấu trừ:

Nhiệt do cháy.

Nhiệt do cháy(hoặc là nhiệt lượng, hàm lượng calo) Là nhiệt lượng toả ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu.

Để làm nóng các cơ quan, năng lượng được giải phóng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu thường được sử dụng. Các nhiên liệu thông thường (than, dầu, xăng) có chứa cacbon. Khi đốt cháy, các nguyên tử cacbon kết hợp với nguyên tử oxy trong không khí, dẫn đến hình thành các phân tử cacbon đioxit. Động năng của các phân tử này hóa ra lớn hơn động năng của các hạt ban đầu. Sự gia tăng động năng của các phân tử trong quá trình cháy được gọi là sự giải phóng năng lượng. Năng lượng được giải phóng trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu là nhiệt của quá trình đốt cháy nhiên liệu này.

Nhiệt đốt cháy nhiên liệu phụ thuộc vào loại nhiên liệu và khối lượng của nó. Khối lượng của nhiên liệu càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn càng lớn.

Đại lượng vật lý cho biết nhiệt lượng toả ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu được gọi là nhiệt dung riêng của quá trình đốt cháy nhiên liệu.Nhiệt trị riêng được ký hiệu bằng chữ cáiqvà được đo bằng jun trên kilogam (J / kg).

Lượng nhiệt Qđốt cháy phát thải m kg nhiên liệu, được xác định theo công thức:

Để tìm nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu có khối lượng tùy ý, bạn cần nhân nhiệt lượng riêng của quá trình đốt cháy nhiên liệu này với khối lượng của nó.