Физика, 8 класс · Термодинамика
Плавление и кристаллизация
При фазовом переходе перестраивается расположение частиц. Энергия поступает в вещество или уходит из него, даже если температура временно не меняется.
Цели обучения
- Различать плавление и кристаллизацию по модели частиц.
- Применять $Q=\lambda m$ с единицами СИ и указывать направление передачи энергии.
- Объяснять плато на идеальном графике нагревания или охлаждения.
- Описывать переохлаждение и зародышеобразование с учётом границ модели.
1. Два направления одного перехода
Плавление — переход твёрдого тела в жидкость. Вещество поглощает энергию, а упорядоченная структура твёрдого тела разрушается. Кристаллизация, или замерзание жидкости, — обратный процесс: образуется упорядоченное твёрдое тело, а энергия передаётся окружению.
При заданном давлении чистое кристаллическое вещество имеет определённую равновесную температуру плавления, при которой сосуществуют твёрдая и жидкая фазы. Температура плавления зависит от вещества и давления; примеси могут сдвинуть или растянуть переход. Стекло и многие полимеры аморфны: обычно они размягчаются в интервале температур, а не имеют одно резкое плато.
Частицы не исчезают и не меняют химическую природу. Меняются их расположение и энергия взаимодействия. Не каждый полученный джоуль обязан повышать температуру.
2. Удельная теплота плавления
Если масса $m$ полностью переходит между твёрдым и жидким состояниями при температуре фазового перехода, модуль переданной энергии равен
$$Q=\lambda m$$