Народна Освіта » Фізика » § 13. Розрахунок кількості теплоти при плавленні/твердненні тіл

НАРОДНА ОСВІТА

§ 13. Розрахунок кількості теплоти при плавленні/твердненні тіл

Покладемо у хімічну склянку 100 г льоду (О С), наллємо на дно кілька мл води і поставимо її на нагрівник відомої потужності (наприклад, 500 Вт). Ввімкнувши нагрівник, ми вже приблизно за хвилину

побачимо, що лід розплавився. Повторимо дослід з тим же нагрівником, але у склянку помістимо 200 г льоду. Для того, щоб він розплавився, потрібно буде почекати трохи більше 2 хвилин.

На основі цього досліду можна зробити висновок, що кількість теплоти, необхідна для плавлення тіла, пропорційна його масі.

Таблиця 3. Питома теплота плавлення деяких речовин

Речовина

Температура плавлення, “С

Питома теплота плавлення,

кДж

КГ

ртуть

-39

12

лід

0

332

нафталін

80

151

мідь

1085

213

сталь

1535

270

вольфрам

3387

185

Тав, питома теплота плавлення міді 213 кДж/кг означає, що для того, щоб розплавити 1 кг міді, взятої при температурі 1085 C (температура плавлення), необхідно надати 213 кДж теплоти.

При кристалізації міді (t =1085 С) кожен кілограм її маси виділить таку ж кількість теплоти (213 кДж). Іншими словами, питома теплота плавлення і питома теплота кристалізації чисельно рівні.

Приклад. У 0,5 л води, що мала температуру 15Ό, вкинули 100 г льоду, який мав температуру -2С. Чи розплавиться лід повністю?

Цю кількість теплоти віддасть вода. Внаслідок цього вона охолоне на AT2. Величину AT2 визначимо з рівняння:

Q2 = CrtIUrtAT2

/пЕ і сЕ — маса і питома теплоємність води. Підставивши дані, отримаємо

Таким чином, у той момент, коли лід нагрівся до О С, вода охолонула до 14,8 С.

Лід почав плавитися, забираючи енергію від води. Для розплавлення льоду потрібно Q3 = Xm1 теплоти,

тобто:

Порівнюючи Q3 і Q49 ми бачимо, що Q3 > Q4. Отже, у

воді розплавиться не весь лід. Скільки льоду розтане, отримаємо з рівняння Q1= Хтл,де λ— питома теплота

плавлення льоду.

Отже, нерозплавленого льоду буде т = 100 г - 93,6 г = = 6,4 г (~6 г). Таким чином, у посудині буде приблизно 594 г води і 6 г льоду.

Кількість теплоти, що потрібна для плавлення тіла, пропорційна його масі. Питома теплота плавлення визначає, скільки потрібно затратити енергії, щоб при температурі плавлення розплавити одиницю маси речовини. Питома теплота плавлення і питома теплота кристалізації для даної речовини чисельно рівні.

1. Що таке теплота плавлення? 2. Що називається питомою теплотою плавлення? 3. Яке співвідношення між теплотою плавлення і теплотою кристалізації; між питомою теплотою плавлення і питомою теплотою кристалізації (для однієї і тієї ж речовини)? 4. На які закони збереження опираєтесь, пояснюючи співвідношення?

? 1. У процесі плавлення і кристалізації твердого тіла його температура не змінюється.

а)    На що витрачається енергія у процесі плавлення?

б)    Куди дівається енергія, що виділилась у процесі кристалізації?

2. Восени при коротких нічних заморозках сади і виноградники обприскують із дощувальних установок.

а)    Як це захищає рослини від пошкодження?

б)    Чому у процесі кристалізації виділяється теплота?

3. Щоб охолодити сік, у нього часом кидають кусочки льоду (1-2 гр.). Чому з цією метою не використовують воду, температура якої 0°С? 4. Ранньою весною температура інколи довгий час тримається біля 0°С. У ці дні сонячне світло мало розплавлює поверхню льоду на озерах. Чому лід починає швидко плавитись, коли пройде дощ?5. У відрі знаходиться 5 л води при 0°С. Туди вкинули 2 кг льоду (t = 0°С). Скільки льоду розтане?

 

Це матеріал з підручника Фізика 8 клас Гуз

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 7-08-2016, 13:58, Переглядів: 1524