§ 12. Плавлення і кристалізація твердих тіл. Температура плавлення

Ви вже знаєте, що одна й та сама речовина може перебувати в різних агрегатних станах: твердому, рідкому, газоподібному. Зміна агрегатних станів речовини, тобто перетворення рідин на тверді тіла і гази та навпаки, пов’язана зі змінами в русі, взаємодії та взаємному розташуванні молекул, а отже, зі зміною внутрішньої енергії та температури тіл.

Перехід речовини з твердого стану в рідкий називають

плавленням.

Якщо нагрівати яке-небудь кристалічне тіло, то його температура підвищуватиметься доти, доки тіло не почне плавитися — перетворюватися на рідину. Якщо тіло продовжити нагрівати, то з моменту початку плавлення до моменту його повного перетворення на рідину (поки триває плавлення) температура тіла не підвищуватиметься.

Під час плавлення кристалічного тіла, коли речовина перебуває одночасно в рідкому і твердому станах, температура тіла залишається незмінною.

Температуру, за якої дана речовина плавиться, називають

її температурою плавлення.

Кристалічні речовини, наприклад мідь, залізо, лід, нафталін, мають певні температури плавлення (табл. 1.2). Після то-

го як тверде тіло повністю перетвориться на рідину, температура рідини знову почне підвищуватися.

Перехід речовини з рідкого стану в твердий називають коисталізаиією.

При охолодженні до певної температури рідина почне тверднути. Допоки вся речовина не перетвориться на тверде тіло, температура не зміниться. Як тільки рідина повністю затвердіє, температура твердого тіла почне знижуватися.

Кристалічні тверді тіла плавляться і тверднуть за однієї і тієї самої температури, певної для даної речовини.

Температура плавлення кристалічних речовин залежить від тиску, під яким вони перебувають. У табл. 1.2 подано температури плавлення речовин, які зазнають впливу нормального атмосферного тиску. Із збільшенням тиску температура плавлення більшості тіл дещо знижується.

Плавлення і тверднення кристалічних тіл можна пояснити, ґрунтуючись на молекулярно-кінетичній теорії. У разі підвищення температури зростає середня швидкість хаотичного руху частинок речовини. Унаслідок збільшення швидкостей руху частинок, з яких складається речовина (атомів, молекул), та збільшення відстаней між ними, зменшуються сили, які зв’язують частинки в твердому тілі й зумовлюють його певну структуру. При підвищенні температури до температури плавлення швидкість і амплітуда коливань частинок, з яких складається тіло, зростають настільки, що кристалічна структура твердого тіла руйнується і речовина переходить у рідкий стан.

Таблиця 1.2. Температури плавлення (кристалізації) деяких речовин

Коли речовина, що перебуває в рідкому стані, охолоджується, середня кінетична енергія і швидкість молекул зменшуються. Сили притягання можуть знову утримувати молекули, які повільно рухаються одна біля одної. Розташування молекул стає впорядкованим.

Інакше поводять себе під час нагрівання аморфні речовини, наприклад смола, віск, каніфоль, скло тощо. Оскільки в аморфних тіл немає кристалічної ґратки, при нагріванні вони розм’якшуються і їхня температура змінюється безперервно. Так само безперервно зменшується їхня температура під час тверднення. Аморфні тіла не мають певної температури плавлення і тверднення.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

1.    Який процес називають плавленням?

2.    Який процес називають кристалізацією?

3.    Яку температуру називають температурою плавлення?

4.    Яка особливість процесу плавлення твердої кристалічної речовини?

5.    Чи можна розплавити цинк в алюмінієвій посудині?

6.    Чому в північних районах, де температура повітря опускається нижче за -40 °С, для вимірювання температури повітря не користуються ртутними термометрами?

7.    Чому протягом усього часу плавлення температура кристалічного тіла не змінюється?

8.    Чому аморфні тіла не мають визначеної температури плавлення?

9.    Чому скляну трубку рівня, яким користуються будівельники, наповнюють спиртом, а не водою?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Бойко