+7(499)-938-42-58 Москва
+7(800)-333-37-98 Горячая линия

Температура плавления некоторых веществ таблица. Что такое кипение и плавление

Содержание

При каких температурах плавятся различные металлы и неметаллы?

Температура плавления некоторых веществ таблица. Что такое кипение и плавление

Металлы обладают рядом оригинальных свойств, которые присущи только этим материалам. Существует температура плавления металлов, при которой кристаллическая решетка разрушается. Вещество сохраняет объем, но уже нельзя говорить о постоянстве формы.

В чистом виде отдельные металлы встречают крайне редко. На практике применяют сплавы. У них есть определенные отличия от чистых веществ.

При образовании сложных соединений происходит объединение кристаллических решеток между собой. Поэтому у сплавов свойства могут заметно отличаться от составляющих элементов.

Температура плавления уже не остается постоянной величиной, она зависит от концентрации входящих в сплав ингредиентов.

Понятие о шкале температур

Некоторые неметаллические предметы тоже обладают похожими свойствами. Самым распространённым является вода. Относительно свойств жидкости, занимающей господствующее положение на Земле, была разработана шкала температур. Реперными точками признаны температура изменения агрегатных состояний воды:

  1. Превращения из жидкости в твердое вещество и наоборот приняты за ноль градусов.
  2. Кипения (парообразования внутри жидкости) при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) принята за 100 ⁰С.

Внимание! Кроме шкалы Цельсия на практике измеряют температуру в градусах Фаренгейта и по абсолютной шкале Кельвина. Но при исследовании свойств металлических предметов другие шкалы используют довольно редко.

В идеальном виде принято считать, что металлам свойственна кубическая решетка (в реальном веществе могут быть изъяны). Между молекулами имеются равные расстояния по горизонтали и вертикали.

Твердое вещество характеризуется постоянством:

  • формы, предмет сохраняет линейные размеры в разных условиях;
  • объема, предмет не изменяет занимаемое количество вещества;
  • массы, количество вещества, выраженное в граммах (килограммах, тоннах);
  • плотности, в единице объема содержится постоянная масса.

При переходе в жидкое состояние, достигнув определенной температуры, кристаллические решетки разрушаются. Теперь нельзя говорить о постоянстве формы. Жидкость будет принимать ту форму, в какую ее зальют.

Когда происходит испарение, то постоянным остается только масса вещества. Газ займет весь объем, который будет ему предоставлен. Здесь нельзя утверждать, что плотность постоянная величина.

Когда соединяются жидкости, то возможны варианты:

  1. Жидкости полностью растворяются одна в другой, так себя ведут вода и спирт. Во всем объеме концентрация веществ будет одинаковой.
  2. Жидкости расслаиваются по плотности, соединение происходит только на границе раздела. Только временно можно получать механическую смесь. Перемешав разные по свойствам жидкости. Примером является масло и вода.

Металлы образуют сплавы в жидком состоянии. Чтобы получить сплав, каждый из компонентов должен быть в жидком состоянии. У сплавов возможны явления полного растворения одного в другом.

Не исключаются варианты, когда сплав будет получен только в результате интенсивного перемешивания.

Качество сплава в этом случае не гарантируется, поэтому стараются не смешивать компоненты, которые не позволяют получать стабильные сплавы.

Образующиеся растворимые друг в друге вещества при застывании образуют кристаллические решетки нового типа. Определяют:

  • Гелиоцентрированные кристаллические решетки, их еще называют объёмно-центрированными. В середине находится молекула одного вещества, а вокруг располагаются еще четыре молекулы другого. Принято называть подобные решетки рыхлыми, так как в них связь между молекулами металлов слабее.
  • Гранецентрированные кристаллические решетки образуют соединения, в которых молекулы компонента располагаются на гранях. Металловеды называют подобные кристаллические сплавы плотными. В реальности плотность сплава может быть выше, чем у каждого из входящих в состав компонентов (алхимики средних веков искали варианты сплавов, при которых плотность будет соответствовать плотности золота).

Температура плавления металлов

Разные вещества имеют различную температуру плавления. Принято делить металлы на:

  1. Легкоплавкие – их достаточно нагревать до 600 ⁰С, чтобы получать вещество в жидком виде.
  2. Среднеплавкие металлы расплавляются в диапазоне температур 600…1600 ⁰С.
  3. Тугоплавкими называют металлы, которые могут расплавляться при температуре более 1600 ⁰С.

В таблице по возрастанию показаны легкоплавкие металлы. Здесь видно, что самым необычным металлом является ртуть (Hg). В обычных условиях она находится в жидком состоянии. Этот металл имеет самую низкую температуру плавления.

Таблица 1, температуры плавления и кипения легкоплавких металлов:

Таблица 2, температуры плавления и кипения среднеплавких металлов:

Таблица 3, температуры плавления и кипения тугоплавких металлов:

Чтобы вести процесс плавки используют разные устройства. Например, для выплавки чугуна применяют доменные печи. Для плавки цветных металлов производят внутренний нагрев с помощью токов высокой частоты.

В изложницах, изготовленных из неметаллических материалов, находятся цветные металлы в твердом состоянии. Вокруг них создают переменное магнитное поле СВЧ. В результате кристаллические решетки начинают расшатываться. Молекулы вещества приходят в движение, что вызывает разогрев внутри всей массы.

При необходимости плавки небольшого количества легкоплавких металлов используют муфельные печи. В них температура поднимается до 1000…1200 ⁰С, что достаточно для плавки цветных металлов.

Черные металлы расплавляют в конвекторах, мартенах и индукционных печах. Процесс идет с добавлением легирующих компонентов, улучшающих качество металла.

Сложнее всего проводить работу с тугоплавкими металлами. Проблема в том, что нужно использовать материалы, имеющие температуру более высокую, чем температура плавления самого металла.

В настоящее время авиационная промышленность рассматривает использование в качестве конструкционного материала Титан (Ti). При высокой скорости полета в атмосфере происходит разогрев обшивки.

Поэтому нужна замена алюминию и его сплавам (AL).

Максимальная температура плавления этого довольного легкого металла привлекает конструкторов. Поэтому технологи разрабатывают технологические процессы и оборудование, чтобы производить детали из титана и его сплавов.

Чтобы проектировать изделия из сплавов, сначала изучают их свойства. Для изучения в небольших емкостях расплавляют изучаемые металлы в разном соотношении между собой. По итогам строят графики.

Нижняя ось представляет концентрацию компонента А с компонентом В. По вертикали рассматривают температуру. Здесь отмечают значения максимальной температуры, когда весь металл находится в расплавленном состоянии.

При охлаждении один из компонентов начинает образовывать кристаллы. В жидком состоянии находится эвтектика – идеальное соединение металлов в сплаве.

Металловеды выделяют особое соотношение компонентов, при котором температура плавления минимальная. Когда составляют сплавы, то стараются подбирать количество используемых веществ, чтобы получать именно эвтектоидный сплав. Его механические свойства наилучшие из возможных. Кристаллические решетки образуют идеальные гранецентрированные положения атомов.

Изучают процесс кристаллизации путем исследования твердения образцов при охлаждении. Строят специальные графики, где наблюдают, как изменяется скорость охлаждения. Для разных сплавов имеются готовые диаграммы. Отмечая точки начала и конца кристаллизации, определяют состав сплава.

Сплав Вуда

В 1860 г. американский зубной техник Барнабас Вуд искал оптимальные соотношения компонентов, чтобы изготавливать зубы для клиентов при минимальных температурах плавления. Им был найден сплав, который имеет температуру плавления всего 60,2…68,5 ⁰С. Даже в горячей воде металл легко расплавляется. В него входят:

  • олово — 12,5…12,7 %;
  • свинец — 24,5…25,0 %;
  • висмут — 49,5…50,3 %;
  • кадмий — 12,5…12,7 %.

Сплав интересен своей низкой температурой, но практического применения так и не нашел. Внимание! Кадмий и свинец – это тяжелые металлы, контакт с ними не рекомендован. У многих людей могут происходить отравления при контакте с кадмием.

На практике многие сталкиваются с плавлением при пайке деталей. Если поверхности соединяемых материалов очищены от загрязнений и окислов, то их нетрудно спаять припоями. Принято делить припои на твердые и мягкие. Мягкие получили наибольшее распространение:

  • ПОС-15 — 278…282 °C;
  • ПОС-25 — 258…262 °C;
  • ПОС-33 — 245…249 °C;
  • ПОС-40 — 236…241 °C;
  • ПОС-61 — 181…185 °C;
  • ПОС-90 — 217…222 °C.

Их выпускают для предприятий, изготавливающих разные радиотехнические приборы.

Твердые припои на основе цинка, меди, серебра и висмута имеют более высокую температуру плавления:

  • ПСр-10 — 825…835 °С;
  • ПСр-12 — 780…790 °С;
  • ПСр-25 — 760…770 °С;
  • ПСр-45 — 715…721 °С;
  • ПСр-65 — 738…743 °С;
  • ПСр-70 — 778…783 °С;
  • ПМЦ-36 — 823…828 °С;
  • ПМЦ-42 — 830…837 °С;
  • ПМЦ-51 — 867…884 °С.

Использование твердых припоев позволяет получать прочные соединения.

Внимание! Ср означает, что в составе припоя использовано серебро. Такие сплавы обладают минимальным электрическим сопротивлением.

Температура плавления неметаллов

Неметаллические материалы могут быть представлены в твердом и жидком виде. Неорганические вещества представлены в табл. 4.

Таблица 4, температура плавления неорганических неметаллов:

На практике для пользователей наибольший интерес представляют органические материалы: полиэтилен, полипропилен, воск, парафин и другие. Температура плавления некоторых веществ показана в табл. 5.

Таблица 5, температура плавления полимерных материалов:

Внимание! Под температурой стеклования понимают состояние, когда материал становится хрупким.

: температура плавления известных металлов.

Заключение

  1. Температура плавления зависит от природы самого вещества. Чаще всего – это постоянная величина.
  2. На практике используют не чистые металлы, а их сплавы. Обычно они имеют свойства гораздо лучше, чем чистый металл.

Источник: https://metmastanki.ru/temperatura-plavleniya-metallov-i-nemetallov-tablitsy

Температура плавления металлов и сплавов с таблицей

Температура плавления некоторых веществ таблица. Что такое кипение и плавление

Каждый металл и их сплавы имеют различные свойства. Одно из таких свойств — температура плавления. Каждый металл плавится при разной температуре. Все что нужно для перевода вещества из твёрдого состояния в жидкое — источник тепла, который будет разогревать металл до определенной температуры.

Так как у каждого металла температура плавления различная, можно определить менее устойчивый металл к температуре и более.

Так самый легкоплавкий металл — ртуть, он готов перейти в жидкое состоянии при температуре равно 39 градусов по цельсию.

А вот вольфрам( из чего собственно и сделаны вольфрамовые электроды для аргоновой сварки), расплавится только по достижению температуры в 3422 градусов цельсии.

Что касается сплавов, таких как сталь и прочих, определить температуру, при которой те будут плавиться, довольно сложно. Вся сложность в их составе… Так как состав разный, то и температура плавления различная. Как правило, для сплавов указывается диапазон температур, при которых он будет плавиться. Вообще, температура плавления металлов интересная тема.

Способы плавления

Способов плавления двавнешний и внутренний. Каждый из способов по своему эффективен.

Во время применений внешнего способа плавления, на металл или сплав воздействуют теплом с наружи, на пример в печи.

А в случае с внутренним, через металл пропускается высокий разряд электрического тока или воздействуют электромагнитным полем.

На фото индукционный электромагнитный нагреватель металла для кузнечного дела.

Процесс плавления

Во время нагрева металла, в его кристаллической решетке начинается повышенное движение молекул. Они начинают двигаться с высокой(относительно) амплитудой, что увеличивает расстояние, между кристалами самой решетки. Образуются дефекты( пустота между атомами), что и является началом процесса плавления. Вот так происходить плавление металла при определенных температурах.

Группы металлов по температуре плавления

Все металлы можно разделить на три группы в связи с температурой их плавления. Ниже можно наблюдать список групп.

  • Тугоплавкие (от 1600°C и выше)
  • Среднеплавкие (от 600°C до 1600°C)
  • Легкоплавкие (до 600°C)

Выше вы можете наблюдать три группы плавления металлов по необходимой температуре. Какие это металлы конкретно, вы сможете посмотреть в таблице.

Таблицы плавления металлов и сплавов

Ниже, представлены таблицы, для наглядного знакомства с температурами плавления тех или иных металлов и их сплавов.

Таблица температуры плавления легкоплавких металлов и сплавов

Таблица с температурами плавления легкоплавких металлов

НазваниеОбозначениеПлавлениеКипение
ОловоSn232°C2600°C
СвинецPb327°C1750°C
ЦинкZn420°C907°C
КалийK63,6°C759°C
НатрийNa97,8°C883°C
РтутьHg38,9°C356.73°C
ЦезийCs28,4°C667.5°C
ВисмутBi271,4°C1564°C
ПалладийPd327,5°C1749°C
ПолонийPo254°C962°C
КадмийCd321,07°C767°C
РубидийRb39,3°C688°C
ГаллийGa29,76°C2204°C
ИндийIn156,6°C2072°C
ТаллийTl304°C1473°C
ЛитийLi18,05°C1342°C

Таблица температуры плавления среднеплавких металлов и сплавов

Таблица температур плавления среднеплавких металлов и сплавов

НазваниеОбозначениеt Плавленияt Кипения
АлюминийAl660°C2519°C
ГерманийGe937°C2830°C
МагнийMg650°C1100°C
СереброAg960°C2180°C
ЗолотоAu1063°C2660°C
МедьCu1083°C2580°C
ЖелезоFe1539°C2900°C
КремнийSi1415°C2350°C
НикельNi1455°C2913°C
БарийBa727°C1897°C
БериллийBe1287°C2471°C
НептунийNp644°C3901,85°C
ПротактинийPa1572°C4027°C
ПлутонийPu640°C3228°C
АктинийAc1051°C3198°C
КальцийCa842°C1484°C
РадийRa700°C1736,85°C
КобальтCo1495°C2927°C
СурьмаSb630,63°C1587°C
СтронцийSr777°C1382°C
УранU1135°C4131°C
МарганецMn1246°C2061°C
Константин1260°C
ДуралюминСплав алюминия, магния, меди и марганца650°C
ИнварСплав никеля и железа1425°C
ЛатуньСплав меди и цинка1000°C
НейзильберСплав меди, цинка и никеля1100°C
НихромСплав никеля, хрома, кремния, железа, марганца и алюминия1400°C
СтальСплав железа и углерода1300°C – 1500°C
ФехральСплав хрома, железа, алюминия, марганца и кремния1460°C
ЧугунСплав железа и углерода1100°C – 1300°C

Таблица температуры плавления тугоплавких металлов и сплавов

Таблица температур плавления тугоплавких металлов и сплавов

НазваниеОбозначениеt Плавления °Ct Кипения °C
ВольфрамW34205555
ТитанTi16803300
ИридийIr24474428
ОсмийOs30545012
ПлатинаPt1769,33825
РенийRe31865596
ХромCr19072671
РодийRh19643695
РутенийRu23344150
ГафнийHf22334603
ТанталTa30175458
ТехнецийTc21574265
ТорийTh17504788
ВанадийV19103407
ЦирконийZr18554409
НиобийNb24774744
МолибденMo26234639
Карбиды гафния3890
Карбиды ниобия3760
Карбиды титана3150
Карбиды циркония3530

Температура плавления и кипения, в чем разница?

Для тех, кому интересно или нужно узнать, в чем разница температурой плавления металла и кипением, расскажу в двух словах.

И так, температура плавления та, при которой металл находится на грани перехода из твердого состояния в жидкое. Проще говоря — начало процесса плавления.

Но тогда что же такое температура кипения? А это та температура, при которой давление пара расплавленного металла такое же, как и давление внешней среды.

Вместо заключения

Только что, вы познакомились с температурой плавления металлов и сплавов, лицезрели таблицы этих самых температур. Если данная статья оказалась для вас полезной, не забудьте поделиться её в социальных сетях, сделать это просто с помощью специальных кнопок ниже. А так же, нас очень радуют ваши комментарии(чуточку намёка). Всем добра коллеги!

Источник: https://welding-territory.ru/temperatura-plavlenija-metallov-i-splavov-s-tablicej/

Температура

Температура плавления некоторых веществ таблица. Что такое кипение и плавление

Высота, кмТемпература
КoC 
0288,1515,00
0,050287,8214,67
0,1287,5014,35
0,2286,8513,70
0,3286,2013,05
0,5284,9011,75
1281,658,50
2275,152,00
3268,66-4,49
5255,68-17,47
8236,22-36,93
10223,25-49,90
12216,65-56,50
15216,65-56,50
20216,65-56,50
30226,51-46,64
50270,65-2,50
100196,60-76,55
120337,4261,27

В зависимости от вертикального распределения температуры атмосферу делят на пять слоев: тропосферу (высота нижней и верхней границы тропосферы от 0 до 11-16 км), стратосферу (от 11-16 до 50-55 км), мезосферу (от 50-55 до 80 км), термосферу (от 80 до 600-800 км) и экзосферу (выше 600-800 км). Температура воздуха от поверхности Земли, где она принимается равной 15 °С, до верхней границы тропосферы понижается в среднем на 6 “С на 1 км подъема. В нижней части стратосферы (до высоты 20 км) температура атмосферы остается приблизительно постоянной, а затем повышается в среднем на 1-2 °С на 1 км подъема и на верхней границе ( примерно 50 км) становится равной -2,5 °С. В мезосфере температура с высотой понижается, и у верхней границы мезосферы (примерно 80 км) температура атмосферы достигает -75 °С. По мере дальнейшего увеличения высоты вновь происходит повышение температуры. Это же характерно и для термосферы, где температура, возрастая с увеличением высоты, достигает очень больших значений (свыше 1000 °С). В малоизученной области атмосферы – экзосфере – температура с увеличением высоты возрастает предположительно до 2000 °С.

Как известно, зависимость температуры кипения воды от давления характеризируется уравнением Клаузиуса-Клапейрона – P2/P1 = EXP(qμв/R(1/T1-1/T2)), а зависимость давления от высоты барометричкеской формулой – P=PoEXP(-μгgh/RT).

Сопоставляя, два уравнения получаем формулу зависимости температуры кипения воды от высоты – Th=ToTг qμв/qμвTг+ μгghTo, где

  • To – температура кипения воды при нормальных условиях;
  • Tг – Температура воздуха;
  • q = 2300000 Дж/кг – удельная теплота испарения воды;
  • μв= 0,018 кг/моль – молярная масса воды;
  • μг= 0,029 кг/моль – молярная масса воздуха;
  • g – ускорение свободного падения;
  • h – высота.
Температуры, встречающиеся в природеt, oC
Наиболее низкая температура, достигнутая в лаборатории-273,148
Жидкий воздух при кипении-192
Минимальная температура, зарегистрированная на земле (Антарктида, 1983 г.)-89,2
Ртуть при плавлении-38,87
Вода в черном море (зимой)6 – 8
Вода в черном море (летом)20 – 30
Цезий при плавлении*28,4
Тело здорового человека36,7
Тело голубя≈42
Максимальная температура воздуха, зарегистрированная на Земле (Ливия, 1922 г.)57,7
Атмосфера на поверхности планеты Венера по измерениям советских межпланетных станций “Венера-9” и “Венера-10”465 – 485
Пар в современных мощных турбинах565 – 580
Пламя горелки примуса≈800
Пламя при горении напалма900 – 1100
Деталь при нагреве в закалочной печи900 – 1000
Лава, вытекающий из жерла вулкана Везувий1100 – 1200
Загатовка при нагреве в кузнечеой печи1400 – 1500
Пламя газовой горелки1600 – 1850
Плазма в МГД-генераторе2200 – 2600
Нит накала газополной электрической лампочки≈2500
Пороховые газы в стволе орудия среднего калибра (70-75 мм) при выстреле≈3000
Термит в зажигательной бомбе≈3000
Вольфрам при плавлении**3420
Электрическая дуга4000 – 6000
Поверхность Солнца≈6000
Наиболее высокая температура достигнутая, в лаборатории7 х 107
  1. *Цезий – наиболее легкоплавкий металл.
  2. **Вольфрам – наиболее тугоплавкий металл.

Веществоtкип оСВеществоtкип оС
Азот-195,80Вольфрамок. 5700
Алюминий2467Гелий-268,92
Бензин автомобильный70 – 205Глицерин290
Вода100,00Графит4200
Вода тяжелая101,43Железо3200
Водный раствор соли (насыщенный)108,8Золото2947
Водород-252,87Калий774
Воздух≈-193Керосин150 – 300
Молибден4600Кислород-182,962
Натрий882,9Магний1095
Нафталин217,9Медь2540
Никель2900Сера444,67
Олово2620Серебро2170
Осмийок. 5000Скипидар161
Парафин350 – 450Спирт78,3
Платинаок. 3900Танталок. 5500
Ртуть356,66Уранок. 4200
Свинец1745Хлор-34,1
Хлорид натрия1467
Цинк906
Эфир34,6
Давлениеtкип oCДавлениеtкип oC
кПамм рт. ст.кПамм рт. ст.
0,64,6070,1526,090
1,29,21084,5634,095
2,317,52090,7680,096,9
4,231,83093,370097,7
7,455,34094,771098,1
12,392,55096,072098,5
31,1233,7*7097,373098,9
38,5289,0**7598,774099,3
53,7403,0***83100,075099,6
101,325760100,0

* Такое примерно давление атмосфнры на вершине самой высокой горы в мире – Эвереста (Гималаи, 8848 м). ** Такое примерно давление атмосферы на горной вершине Памир (7495 м).

*** Такое примерно давление атмосферы на вершине горы Казбек (5043 м).

Температура кипения воды при повышенных давлениях

Давлениеtкип oCДавлениеtкип oC
МПаатМПаат
0,0981,0993,0831,5236
0,1962,01203,8239,0248
0,293,01334,9050,0263
0,34,01439,81100,0310
0,495,015111,77120,0324
0,596,015813,73140,0335
0,697,016414,71150,0341
0,788,017016,67170,0351
0,889,017419,61200,0364
0,9810,017921,57220,0372
1,5616,020022,13225,65374,15
1,9620,0211

Температура плавления разлчных веществ Таблица
(при нормальном атмосферном давлении)

Веществоtпл oCВеществоtпл oC
Азот-210,0Молоко цельное– 0,6
Алмаз> 3500Масло сливочное28-33
Бензинниже -60Нафталин80,3
Вазелин37-52Нефть– 60
Вода0,00Парафин38-56
Вода тяжелая3,82Соль поваренная770
Водород-259,1Скипидар– 10
Воздух-213Спирт– 114,2
Воск пчелиный61-64Стеарин71,6
Глицерин18Фреон-12– 155
Йод113,5Хлор– 101,0
Керосинниже -50Эфир– 116,0
Кислород-218,4

Температура плавления металлов и сплавов
(при нормальном атмосферном давлении)

Металл и сплавtпл oCМеталл и сплавtпл oC
Алюминий660,4Магний650
Вольфрам (наиболее тугоплавкий из металлов3420медь1084,5
Германий937Натрий97,8
Дуралюмин650Нейзильбер1100
Железо1539Никель1455
Золото1064,4Нихром1400
Инвар1425Олово231,9
Иридий2447Осмийок. 3030
Калий63,6Платина1772
Карбиды:Ртуть-38,9
                 гафния3890Свинец327,4
                 ниобия3760Серебро961,9
                 титана3150Сталь1300-1500
                 циркония3530Фехраль1460
Константан1260Цезий (наиболее легкоплавкий из металлов)28,4
Кремний1415Цинк419,5
Латунь1000Чугун1100-1300

  …

Источник: http://www.kilomol.ru/temperatura.html

Плавление и кристаллизация – FIZI4KA

Температура плавления некоторых веществ таблица. Что такое кипение и плавление

ОГЭ 2018 по физике ›

1.Плавлением называется процесс превращения вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Наблюдения показывают, что если измельчённый лёд, имеющий, например, температуру -10 °С, оставить в тёплой комнате, то его температура будет повышаться. При 0 °С лёд начнет таять, а температура при этом не будет изменяться до тех пор, пока весь лёд не превратится в жидкость. После этого температура образовавшейся изо льда воды будет повышаться.

Это означает, что кристаллические тела, к которым относится и лед, плавятся при определённой температуре, которую называют температурой плавления. Важно, что во время процесса плавления температура кристаллического вещества и образовавшейся в процессе его плавления жидкости остаётся неизменной.

2. В описанном выше опыте лёд получал некоторое количество теплоты, его внутренняя энергия увеличивалась за счёт увеличения средней кинетической энергии движения молекул.

Затем лёд плавился, его температура при этом не менялась, хотя лёд получал некоторое количество теплоты. Следовательно, его внутренняя энергия увеличивалась, но не за счёт кинетической, а за счёт потенциальной энергии взаимодействия молекул.

Получаемая извне энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки. Подобным образом происходит плавление любого кристаллического тела.

Аморфные тела не имеют определённой температуры плавления. При повышении температуры они постепенно размягчаются, пока не превратятся в жидкость.

3.Процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние называют кристаллизацией. Охлаждаясь, жидкость будет отдавать некоторое количество теплоты окружающему воздуху. При этом будет уменьшаться её внутренняя энергия за счёт уменьшения средней кинетической энергии его молекул.

При определённой температуре начнётся процесс кристаллизации, во время этого процесса температура вещества не будет изменяться, пока всё вещество не перейдет в твёрдое состояние.

Этот переход сопровождается выделением определённого количества теплоты и соответственно уменьшением внутренней энергии вещества за счёт уменьшения потенциальной энергии взаимодействия его молекул.

Таким образом, переход вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние происходит при определённой температуре, называемой температурой кристаллизации. Эта температура остаётся неизменной в течение всего процесса плавления. Она равна температуре плавления этого вещества.

На рисунке 76 приведён график зависимости температуры твёрдого кристаллического вещества от времени в процессе его нагревания от комнатной температуры до температуры плавления (АБ), плавления (БВ), нагревания вещества в жидком состоянии (ВГ), охлаждения жидкого вещества (ГД), кристаллизации (ДЕ) и последующего охлаждения вещества в твёрдом состоянии (ЕЖ).

4. Различные кристаллические вещества имеют разное строение. Соответственно, для того, чтобы разрушить кристаллическую решётку твёрдого тела при температуре его плавления, необходимо ему сообщить разное количество теплоты.

Количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг кристаллического вещества, чтобы превратить его в жидкость при температуре плавления, называют удельной теплотой плавления.

Опыт показывает, что удельная теплота плавления равна удельной теплоте кристаллизации.

Удельную теплоту плавления обозначают буквой ​\( \lambda \)​. Единица удельной теплоты плавления — ​\( [\lambda] \)​ = 1 Дж/кг.

Значения удельной теплоты плавления кристаллических веществ приведены в таблице. Удельная теплота плавления алюминия 3,9·105 Дж/кг. Это означает, что для плавления 1 кг алюминия при температуре плавления необходимо затратить количество теплоты 3,9·105 Дж. Этому же значению равно увеличение внутренней энергии 1 кг алюминия.

Чтобы вычислить количество теплоты ​\( Q \)​, необходимое для плавления вещества массой ​\( m \)​, взятого при температуре плавления, следует удельную теплоту плавления ​\( \lambda \)​ умножить на массу вещества: ​\( Q=\lambda m \)​.

Эта же формула используется при вычислении количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации жидкости.

  • Примеры заданий
  • Ответы

Часть 1

1. В процессе плавления кристаллическое твёрдое тело становится жидкостью. При этом

1) уменьшается внутренняя энергия тела 2) увеличивается средняя кинетическая энергия молекул 3) увеличивается внутренняя энергия тела

4) уменьшается средняя кинетическая энергия молекул

2. В одном сосуде находится лёд при температуре 0 °С, в другом — такая же масса воды при температуре 0 °С. Внутренняя энергия льда

1) равна внутренней энергии воды 2) больше внутренней энергии воды 3) меньше внутренней энергии воды

4) равна нулю

3. На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса нагревания льда. Процессу плавления льда соответствует участок графика

1) AB 2) BC 3) CD

4) DE

4. На рисунке приведён график зависимости температуры некоторого вещества от времени. Первоначально вещество находилось в жидком состоянии. Какая точка графика соответствует началу процесса отвердевания вещества?

1) А 2) Б 3) В

4) Г

5. На рисунке приведён график зависимости температуры некоторого вещества от времени. Первоначально вещество находилось в жидком состоянии. Какая точка графика соответствует окончанию процесса отвердевания вещества?

1) А 2) Б 3) В

4) Г

6. На рисунке изображён график зависимости температуры тела от времени. Первоначально тело находилось в жидком состоянии. Какой процесс характеризует отрезок БВ?

1) нагревание 2) охлаждение 3) плавление

4) кристаллизацию

7. На рисунке представлен график зависимости температуры ​\( t \)​ от времени ​\( \tau \)​ при непрерывном нагревании и последующем непрерывном охлаждении вещества, первоначально находящегося в твёрдом состоянии. В каком состоянии находится вещество в точке Е?

1) только в жидком 2) только в твёрдом 3) только в газообразном

4) часть — в жидком, часть — в твёрдом

8. Удельную теплоту плавления можно рассчитать по формуле

1) ​\( \frac{Q}{m(t_2-t_1)} \)​
2) \( \frac{Q}{m} \)
3) \( \frac{Q}{(t_2-t_1)} \)
4) ​\( \lambda m \)​

9. Чему равно количество теплоты, которое необходимо затратить на полное превращение 2 кг свинца в жидкое состояние, если его начальная температура 27 °С?

1) 50 кДж 2) 78 кДж 3) 128 кДж

4) 15000 кДж

10. Какое количество теплоты выделяется при превращении 500 г воды, взятой при 0 °С, в лёд при температуре -10 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.

1) 10500 Дж 2) 175 500 Дж 3) 165 000 Дж

4) 10500 Дж

11. На рисунке представлен график зависимости температуры некоторого вещества от полученного количества теплоты. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии равна удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии. 2) Температура кипения вещества равна tx. 3) В точке В вещество находится в твёрдом состоянии. 4) В процессе перехода из состояния Б в состояние В внутренняя энергия вещества увеличивается.

5) Участок графика ГД соответствует процессу плавления вещества.

12. На рисунке представлены графики зависимости температуры от полученного количества теплоты для двух веществ одинаковой массы. Первоначально каждое из веществ находилось в твёрдом состоянии.

Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости второго вещества в твёрдом состоянии.

2) В процессе плавления первого вещества было израсходовано большее количество теплоты, чем в процессе плавления второго вещества. 3) Представленные графики не позволяют сравнить температуры кипения двух веществ.

4) Температура плавления второго вещества выше.

5) Удельная теплота плавления у второго вещества больше.

Часть 2

13. Зависимость температуры 1 л воды от времени при непрерывном охлаждении представлена на графике. Какое количество теплоты выделилось при кристаллизации воды и охлаждении льда?

Ответы

Источник: https://fizi4ka.ru/ogje-2018-po-fizike/plavlenie-i-kristallizacija.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.