Преобразование энергии при изменениях агрегатного состояния вещества(уч.10кл.Стр.218-224, 309-312,уч.8кл.Стр.48-50)
Виды агрегатного состояния вещества
Агрегатные переходы
Твердое тело. Определение и свойства
Жидкое тело. Определение и свойства
Газообразное тело. Определение и свойства. Кинетическая энергия молекул (уч.10кл.стр.223)
Плазма. Определение и свойства (уч.10кл.стр.224)
(ДОБАВИТЬ ПРО ЭНЕРГИЮ)
Физика процесса кристаллизации (уч.10кл.стр.309)
Определение процесса кристаллизации
Условия процесса кристаллизации
Физика процесса плавления
Определение плавления
Удельная теплота плавления. Обозначение. Формула. Единицы измерения
Удельная теплота кристаллизации. Обозначение. Формула. Единицы измерения
Удельная теплота парообразования и конденсации.(уч.8кл.стр.48-50)
Виды и характеристики агрегатных состояний вещества см.выше.
Рассмотрим фазовый переход жидкость-твердое тело
При охлаждении из-за уменьшения кинетической энергии молекулы начинают задерживаться около положений устойчивого равновесия.
Переход вещества из жидкого состояния в твердое называют отвердеванием или кристаллизацией.
Температуру, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют температурой отвердевания или кристаллизации.
Кристаллизация (затвердевание) – фазовый переход вещества из жидкого состояния в кристаллическое (твердое)
Кристаллизация возникает при охлаждении жидкости. Сжатия жидкости при кристаллизации не происходит, так как молекулы в жидкости упакованы так же плотно, как и в твердом теле.
При кристаллизации жидкости происходит резкий, скачкообразный переход от неупорядоченного расположения частиц к упорядоченному.
При отвердевании средняя кинетическая энергия и скорость молекул в охлажденном расплавленном веществе уменьшаются. Силы притяжения могут удерживать медленно движущиеся молекулы друг относительно друга. Вследствие этого расположение частиц становится упорядоченным – образуется кристалл.
Выделяющаяся при кристаллизации энергия расходуется на поддержание постоянной температуры (участок EF на графике) Внутренняя энергия вещества при этом уменьшается.
Кристаллизация облегчается, если в жидкости присутствуют какие-либо частички, например пылинки. Они становятся центрами кристаллизации.
Переход вещества из твердого состояния в жидкое называют плавлением.
Температура, при которой вещество плавится, называют температурой плавления.
Плавление – фазовый переход вещества из кристаллического (твердого) состояния в жидкое.
Плавление – процесс обратный кристаллизации.
При повышении температуры твердого тела возрастает кинетическая энергия колебания его молекул и амплитуда их колебаний. При определенной температуре, называемой температурой плавления, кинетическая энергия частиц становится достаточной для их перескакивания в соседнее положение. Твердое тело переходит в жидкое состояние.
Плавление твердого тела происходит при той же температуре, при которой это же вещество отвердевает.
При плавлении кристаллическая решетка разрушается.
Подводимое количество тепла идет на разрушение кристаллической решетки, т.е. на увеличение потенциальной энергии молекул.
Средняя кинетическая энергия молекул при плавлении не изменяется.
Количество теплоты, требуемое для расплавления тела, пропорционально его массе:
Qпл = λm
λ – удельная теплота плавления
Удельная теплота плавления λ – количество теплоты, необходимое для плавления 1 кг вещества при температуре плавления (и нормальном атмосферном давлении)
Единица измерения – Дж/кг
При температуре плавление внутренняя энергия вещества в жидком состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества в твердом состоянии.
При отвердевании(кристаллизации) кристаллического вещества выделяется точно такое же количество теплоты, которое поглощается при его плавлении.
Qкр = - λm
Поэтому λ называется еще удельной теплотой кристаллизации.
В течении всего времени плавления и отвердевания температура не меняется.
Лишь после полного плавления льда или полного превращения воды в лед температура начинает меняться.
Удельная теплота парообразования
Разные жидкости одной и той же массы требуют разное количество теплоты для обращения в пар при температуре кипения.
Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо для обращения 1 кг жидкости в пар без изменения температуры, называется удельной теплотой парообразования.
Единица измерения – Дж/кг Обозначение – L
Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при температуре кипения:
Q = L m
Следовательно, при температуре кипения внутренняя энергия вещества в парообразном состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества в жидком состоянии.
Конденсируясь, пар отдает такое же количество энергии, которое пошло на его образование:
Qконд = L m