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

    Вещество105 * Дж/кгккал/кгВещество105 * Дж/кгккал/кг
    Алюминий3,892Ртуть0,13,0
    Железо2,765Свинец0,36,0
    Лед3,380Серебро0,8721
    Медь1,842Сталь0,820
    Нафталин1,536Цинк1,228
    Олово0,5814Платина1,0124,1
    Парафин1,535Золото0,6615,8

    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


    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.


    Эта статья доступна на английском языке – Enthalpy of Fusion.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *