Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления (урок 18)

1.

2. Содержание

• Агрегатные состояния вещества
• Плавление и отвердевание твердых тел
• Температура плавления
• График плавления и отвердевания
• Формула
• Удельная теплота плавления
• Задача
• Домашнее задание

3.

Твердые тела
Газы
Жидкости

4. Плавление и отвердевание

Процесс перехода твердого вещества
в жидкое называется плавлением.

5.

Процесс обратный плавлению
называется отвердеванием или
кристаллизацией.

6.

Температуру при которой вещество плавится
называют температурой плавления
Водород
-259
Натрий
98
Медь
1086
Кислород
-219
Олово
232
Чугун
1200
Азот
-210
Свинец
327
Сталь
1500
Спирт
-114
Янтарь
360
Железо
1539
Ртуть
-39
Цинк
420
Платина
1772
Лед
0
Алюминий
660
Осмий
3045
Цезий
29
Серебро
962
Вольфрам
3387
Калий
63
Золото
1064

7.

График плавления и отвердевания

8.

9.

Количество теплоты при
плавлении и отвердевании
Q m

10.

удельная теплота плавления,
показывает какое количество
теплоты необходимо для полного
расплавления 1 кг данного вещества
нагретого до температуры
плавления.
Единицы измерения:
Дж
1
кг

11. Решите устно

1. Алюминиевый и медный бруски массой по 1 кг
нагреты до температуры их плавления. Для
плавления какого бруска потребуется большее
количество теплоты? На сколько большее?
2. На сколько при плавлении увеличится
внутренняя энергия свинца и железа массами по
1 кг, взятых при их температурах плавления?
1. Большее количество теплоты потребуется для плавления
алюминиевого бруска. На 1,8•105 Дж.
2. При плавлении внутренняя энергия свинца увеличится на
0,25•105 Дж, а железа – на 2,7•105 Дж.

12.

13.

График плавления льда
АB – нагревание льда
CD - нагревание воды
ВС– плавление льда
Пока лед плавится, температура его
не меняется.
t°,C
60
D
20
0
-20
-40 ● А
Лед
B
Q
C
Q
Q
t,мин
-60
Вода
Энергия, которую получает
кристаллическое тело при
плавлении, расходуется на
разрушение кристалла.

14. Графическая задача

На рисунке изображен график нагревания и таяния снега и
нагревания полученной из него воды.
- Какой участок графика соответствует таянию снега?
ВС
- Сколько времени оно длилось?
2 мин
- До какой температуры нагрелась вода за 5 мин?
30 °С

15.

График зависимости температуры кристаллического тела (льда)
от времени его нагревания.
Начальная температура льда – 5°С.
АB – нагревание льда
CD - нагревание воды
EF – отвердевание воды
ВС– плавление льда
DE – охлаждение воды
FK – охлаждение льда
● D
t°,C
15
5
B
0
-5
Q
-10
-15
А
C
Q
Q
Q
E
Q
F
Q
t,мин
K
ВАЖНО: Пока кристаллическое тело плавится и отвердевает, температура его
не меняется, т.к. энергия расходуется на разрушение и восстановление
кристаллической решётки.

16.

Задача:
Какое количество теплоты потребуется, чтобы
0
расплавить 100г льда, взятого при температуре 5 С ,
а затем воду нагреть до 20 0 С ?
Дано :
m 100 г
t1 5 C
0
t 2 20 0 C
t пл 0 0 С
Q ?
СИ:
0,1кг
Решение:

17.

Задача:
Какое количество теплоты потребуется, чтобы
0
расплавить 100г льда, взятого при температуре 5 С ,
а затем воду нагреть до 20 0 С ?
Дано :
m 100 г
СИ:
0,1кг
t1 50 C
t 2 20 0 C
t пл 0 0 С
Дж
3,4 10
кг
Дж
св 4200
кг 0 С
Дж
с л 2100
кг 0 С
5
Q ?
Решение:
1)Q1 сл m t сл m (tпл t1 )
Дж
0
0
Q1 2100 0 0,1кг (0 С ( 5 С ))
кг С
1050 Дж
Количество теплоты требуемое для
нагревания льда.

18.

Задача:
Какое количество теплоты потребуется, чтобы
0
расплавить 100г льда, взятого при температуре 5 С ,
0
а затем воду нагреть до 20 С ?
2 )Q2 = • m
Дж
Q2 = 3 ,4 • 10
• 0 ,1кг =
кг
4
= 3 ,4 • 10 Дж = 34000 Дж
5
Количество теплоты требуемое для
плавления льда.

19.

3)Q3 cв m t c m (t2 - tпл )
Дж
0
0
Q3 4200
0,1кг ( 20 С - 0 С )
0
кг С
8400 Дж
Количество теплоты требуемое для нагревание воды.
4 )Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 1050 Дж + 34000 Дж + 8400 Дж =
= 43450 Дж
Общее количество теплоты.
Ответ: Q 43450 Дж 43,45кДж

20.

ГРАФИК ПЛАВЛЕНИЯ И ОТВЕРДЕВАНИЯ
1. Каким значениям физических величин соответствуют деления осей графика?
2. По температуре плавления (или отвердевания) определите, для какого вещества приведён
график.
3. Определите изменение температуры вещества.
4. Какое количество теплоты израсходовано на повышение температуры вещества до tпл или
выделено им при охлаждении от tпл до указанной температуры?
5. Вычислите массу твёрдого тела.
6. Какое количество теплоты израсходовано на плавление части вещества или выделено при
кристаллизации?
7. Определите массу расплавленного вещества.
с=1300Дж/(кг•0С)
λ=151 кДж/кг
Q,кДж
20

21.

Ответы к заданиям:
1. Масштаб: а). Ось температур – 100С;
б). Ось количество теплоты – 333 Дж
2. tпл = 800C; вещество – нафталин
3. t1 = 00C; t2 = 800C; ∆t = 800С
4. По графику: Q = 2 кДж
5. Q = c ∙ m ∙ ∆t → m = Q/ (с ∙∆t) = 0,02 (кг)
6. По графику: Q = 4 кДж – 2 кДж = 2 кДж
7. Q = λ ∙ m → m = Q/λ ≈ 0,013 (кг)
21

22. Расчётные задачи

1. (уровень «3»)
Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы
расплавить 400г свинца, взятого при температуре
плавления?
2. (уровень «4»)
Какова масса расплавленного олова, взятого при
температуре плавления, если для его плавления было
затрачено 35,4 кДж энергии?
3. (уровень «5»)
Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы
расплавить 200 см3 алюминия, взятого при температуре
660С?

23.

24. Домашнее задание:

§12-15;
Задачи на слайде 15-22