Удельная теплота плавления

Плавление

Содержание:

  • Почему твердое тело становится жидким?
  • Определение удельной теплоты плавления
  • Единица удельной теплоты плавления
  • Таблица удельной теплоты плавления
  • Рекомендованная литература и полезные ссылки
  • Удельная теплота плавления, видео

    Под плавлением в физике подразумевают процесс превращения тела из твердого состояния в жидкое, под действием температуры. Классическим повсеместным примером плавления из жизни является таяние льдов, их превращение в воду, или превращение твердого куска олова в жидкий припой под действием паяльника. Передача тому или иному телу определенного количества тепла может изменить его агрегатное состояние, это удивительное свойство твердых тел превращаться в жидкие под действием температуры имеет большое значение для науки и техники. Ученым (а также техникам, инженерам) важно знать при каких температурах плавятся те или иные металлы (а порой и не только металлы), и для этого в физику вошло такое понятие как «удельная теплота плавления». О том, что означает удельная теплота плавления, какая ее формула расчета, читайте далее.

    Почему твердое тело становится жидким?

    Но давайте для начала разберем, как происходит сам процесс плавления на атомно-молекулярном уровне. Как мы знаем, в любом твердом теле все атомы и молекулы находятся четко и упорядочено в узлах кристаллической решетки, благодаря этому твердое тело и является твердым.

    Но что происходит, если мы начинает это самое гипотетическое твердо тело сильно нагревать – под действием температуры атомы и молекулы резко увеличивают свою кинетическую энергию и по достижении определенных критических значений, они начинают покидать кристаллическую решетку, вырываться из нее. А само твердое тело начинает буквально распадаться, превращаясь в некое жидкое вещество – так происходит плавление.

    При этом процесс плавления происходит не резким скачком, а постепенно. Также стоит заметить, что плавление относится к эндотермическим процессам, то есть процессам, при которых происходит поглощение теплоты.

    Процесс обратный к плавлению называют кристаллизацией – это когда тело из жидкого состояния наоборот превращается в твердое. Если вы оставите воду в морозилке, она через какое-то время превратится в лед – это самый типичный пример кристаллизации из реальной жизни.

    Определение удельной теплоты плавления

    Удельной теплотой плавления называют физическую величину равную количеству тепла (в джоулях), которое необходимо передать твердому телу массой 1 кг, чтобы полностью перевести его в жидкое состояние. Удельную теплоту плавления обозначают греческой буквой «лямбда» – λ.

    Формула удельной теплоты плавление выглядит так:

    λ = Q/m

    Где m – масса плавящегося вещества, а Q – количество тепла, переданное веществу при плавлении.

    Зная значение удельной теплоты плавления, мы можем определить, какое количество тепла необходимо передать для тела с той или иной массой, для его полного расплавления:

    Q = λ * m

    Для разных веществ удельная теплота плавления была определена экспериментально.

    Единица удельной теплоты плавления

    Многих интересует вопрос, в каких единицах измеряется удельная теплота плавления. Так вот, удельная теплота плавления измеряется в Джоулях на килограмм – Дж/кг.

    Таблица удельной теплоты плавления

    Значение удельной теплоты для разных веществ: золота, серебра, цинка, олова и многих других металлов можно найти в специальных таблицах и справочниках. Обычно эти значения приводятся в виде таблицы.

    Вашему вниманию таблица удельной теплоты плавления разных веществ

    Вещество 105 * Дж/кг ккал/кг Вещество 105 * Дж/кг ккал/кг
    Алюминий 3,8 92 Ртуть 0,1 3,0
    Железо 2,7 65 Свинец 0,3 6,0
    Лед 3,3 80 Серебро 0,87 21
    Медь 1,8 42 Сталь 0,8 20
    Нафталин 1,5 36 Цинк 1,2 28
    Олово 0,58 14 Платина 1,01 24,1
    Парафин 1,5 35 Золото 0,66 15,8

    Интересный факт: самым тугоплавким металлом на сегодняшний день является карбид тантала – ТаС. Для его плавления необходима температура 3990 С. Покрытия из ТаС применяют для защиты металлических форм, в которых отливают детали из алюминия

    Рекомендованная литература и полезные ссылки

    • Енохович А. С. Краткий справочник по физике. — М.: «Высшая школа», 1976. — С. 114. — 288 с.
    • Atkins, Peter & Jones, Loretta (2008), Chemical Principles: The Quest for Insight (4th ed.), W. H. Freeman and Company, с. 236, ISBN 0-7167-7355-4
    • Hoffer J. K., Gardner W. R., Waterfield C. G., Phillips N. E. Thermodynamic properties of 4He. II. The bcc phase and the P-T and VT phase diagrams below 2 K (англ.) // Journal of Low Temperature Physics (англ.)русск. : journal. — 1976. — April (vol. 23, no. 1). — P. 63—102. — DOI:10.1007/BF00117245. — Bibcode: 1976JLTP…23…63H.

    Удельная теплота плавления, видео


    Эта статья доступна на английском языке – Enthalpy of Fusion.

  • Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *