ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหล็กคืออะไร การหลอมและการตกผลึก

กราฟ (รูปที่ 198) แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าขณะที่แนฟทาลีนกำลังหลอมละลาย อุณหภูมิของแนฟทาลีนจะไม่เปลี่ยนแปลง และหลังจากที่มันละลายทั้งหมดแล้ว อุณหภูมิของของเหลวที่ได้ก็เริ่มสูงขึ้นแต่ถึงแม้ในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว แนฟทาลีนก็ได้รับพลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเครื่องทำความร้อน และจากกฎการอนุรักษ์พลังงานก็เป็นไปตามนั้นไม่สามารถหายไปได้ พลังงานเชื้อเพลิงที่ใช้ไปในระหว่างกระบวนการหลอมคืออะไร?

คำถามนี้สามารถตอบได้หากเราจำได้ว่าในระหว่างการหลอมจะเกิดการสลายตัวของคริสตัล นี่คือสิ่งที่ใช้พลังงาน

ดังนั้น พลังงานที่ร่างกายที่เป็นผลึกได้รับหลังจากนั้น เมื่อได้รับความร้อนถึงจุดหลอมเหลวแล้วหมดไปกับการเปลี่ยนพลังงานภายในระหว่างการเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว

ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนสารผลึกของแข็งที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมให้เป็นของเหลว ณ จุดหลอมเหลว เรียกว่า ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว

ความร้อนจำเพาะ วัดการละลายเป็น J / kgและเขียนแทนด้วยตัวอักษร λ

กำหนดความร้อนจำเพาะของฟิวชันในการทดลอง ดังนั้นจึงมีการทดลองแล้วว่าความร้อนจำเพาะของการละลายน้ำแข็งคือ 3.4 10 5 J/กก. ซึ่งหมายความว่าในการเปลี่ยนน้ำแข็งก้อนที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมที่อุณหภูมิ 0°C ให้เป็นน้ำที่มีอุณหภูมิเท่ากัน จะต้องใช้เงิน 3.4 10 5 J

ดังนั้น ณ จุดหลอมเหลว พลังงานภายในของสารที่มีมวล 1 กิโลกรัม สถานะของเหลวภายในมากขึ้นพลังงานของสารที่มีมวลเท่ากันในสถานะของแข็งต่อความร้อนจำเพาะของฟิวชัน

ตัวอย่างเช่น พลังงานภายในของน้ำที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมที่อุณหภูมิ 0 ° C คูณ 3.4 10 5 J พลังงานภายในน้ำแข็งมากขึ้นน้ำหนัก 1 กก. ที่อุณหภูมิเดียวกัน

ตัวอย่าง. ในการเตรียมเปลือกนักท่องเที่ยวใส่น้ำแข็ง 2 กิโลกรัมซึ่งมีอุณหภูมิ 0 ° C ลงในหม้อ ความร้อนเท่าไหร่ จำเป็นต้องแปลงสิ่งนี้น้ำแข็งลงในน้ำเดือดที่อุณหภูมิ 100°C?

ต้องใช้ความร้อนเท่าใดหากแทนน้ำแข็ง นักท่องเที่ยวเอาน้ำ 2 กิโลกรัมจากหลุมน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0 °C

หากใช้น้ำ 2 กิโลกรัมที่อุณหภูมิ 0°C แทนน้ำแข็ง ปริมาณความร้อนที่จำเป็นเท่านั้นในการทำให้ร้อนจาก 0 ถึง 100°C เช่น Q2 = 8.4 10 5 J

คำถาม. 1. จะอธิบายได้อย่างไรว่าตลอดเวลาของกระบวนการหลอมตัวผลึก อุณหภูมิของผลึกจะไม่เปลี่ยนแปลง 2. อะไรคือพลังงานของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ในเครื่องทำความร้อนระหว่างการหลอมตัวของผลึก 3. ความร้อนจำเพาะของฟิวชันคืออะไร? 4. ความร้อนจำเพาะของฟิวชันแสดงในหน่วยใด

การออกกำลังกาย.รูปที่ 199 แสดงกราฟของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเทียบกับเวลาสำหรับวัตถุสองชิ้นที่มีมวลเท่ากัน ตัวใดมีจุดหลอมเหลวสูงสุด? อย่างไหน ความร้อนของฟิวชั่นมากขึ้น? ความจุความร้อนจำเพาะของร่างกายเท่ากันหรือไม่?

เรียงความ

"ร่างกายหลอมละลาย"

ดำเนินการ:

ปริยาซเนียก โอลก้า 9-เอ

ตรวจสอบแล้ว:

Nevzorova Tatyana Igorevna

บทนำ

1) การคำนวณปริมาณความร้อน

2) การละลาย

3) ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน

4) การหลอมโลหะ

5) จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของน้ำ

6) ละลาย

7) น่าสนใจเกี่ยวกับการละลาย

บทสรุป (ข้อสรุป)

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้

บทนำ

สถานะรวม - สถานะของสสารที่มีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติเชิงคุณภาพบางประการ: ความสามารถหรือการไม่สามารถรักษาปริมาตรและรูปร่าง การมีหรือไม่มีคำสั่งระยะยาวและระยะสั้น และอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงสถานะของการรวมตัวอาจมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงแบบกระโดดในพลังงานอิสระ เอนโทรปี ความหนาแน่น และคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานอื่นๆ

การรวมตัวมีสามสถานะหลัก: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ บางครั้งก็ไม่ถูกต้องนักที่จะจำแนกพลาสมาว่าเป็นสถานะของการรวมตัว มีการรวมตัวในสถานะอื่นๆ เช่น ผลึกเหลวหรือคอนเดนเสทของ Bose-Einstein

การเปลี่ยนแปลงสถานะของการรวมตัวเป็นกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ที่เรียกว่าการเปลี่ยนเฟส พันธุ์ต่อไปนี้มีความโดดเด่น: จากของแข็งเป็นของเหลว - ละลาย; จากของเหลวเป็นก๊าซ - การระเหยและการเดือด จากของแข็งเป็นก๊าซ - การระเหิด จากก๊าซเป็นของเหลวหรือของแข็ง - การควบแน่น คุณลักษณะที่โดดเด่นคือการไม่มีขอบเขตที่คมชัดของการเปลี่ยนไปสู่สถานะพลาสมา

เพื่ออธิบายสถานะต่างๆ ในฟิสิกส์ มีการใช้แนวคิดที่กว้างกว่าของเฟสเทอร์โมไดนามิกส์ ปรากฏการณ์ที่อธิบายการเปลี่ยนจากระยะหนึ่งไปอีกระยะหนึ่งเรียกว่าปรากฏการณ์วิกฤต

ของแข็ง: สถานะที่โดดเด่นด้วยความสามารถในการรักษาปริมาตรและรูปร่าง อะตอมของวัตถุที่เป็นของแข็งทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเพียงเล็กน้อยรอบๆ สภาวะสมดุล มีคำสั่งทั้งระยะยาวและระยะสั้น

ของเหลว: สถานะของสสารที่มีความสามารถในการบีบอัดต่ำ นั่นคือคงปริมาตรได้ดี แต่ไม่สามารถคงรูปร่างไว้ได้ ของเหลวจะมีรูปร่างเหมือนภาชนะที่วางอยู่ อะตอมหรือโมเลกุลของของเหลวสั่นใกล้สภาวะสมดุล ถูกล็อคโดยอะตอมอื่น และมักจะกระโดดไปยังที่ว่างอื่นๆ มีเพียงคำสั่งระยะสั้นเท่านั้น

ก๊าซ: สถานะที่โดดเด่นด้วยความสามารถในการบีบอัดที่ดี ขาดความสามารถในการรักษาทั้งปริมาตรและรูปร่าง ก๊าซมีแนวโน้มที่จะครอบครองปริมาตรทั้งหมดที่มีให้ อะตอมหรือโมเลกุลของก๊าซมีพฤติกรรมค่อนข้างอิสระ ระยะห่างระหว่างพวกมันมากกว่าขนาดของมัน

สถานะอื่นๆ: เมื่อเย็นตัวลง สารบางชนิด (ไม่ใช่ทั้งหมด) จะผ่านเข้าสู่สถานะตัวนำยิ่งยวดหรือของไหลยิ่งยวด แน่นอนว่าสถานะเหล่านี้เป็นเฟสทางอุณหพลศาสตร์ที่แยกจากกัน แต่แทบจะไม่สมควรได้รับการเรียกว่าสถานะมวลรวมใหม่ของสสารเนื่องจากความไม่เป็นสากล สารที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น เพสต์ เจล สารแขวนลอย ละอองลอย ฯลฯ ซึ่งภายใต้เงื่อนไขบางประการแสดงคุณสมบัติของทั้งของแข็ง ของเหลว และแม้กระทั่งก๊าซ มักจะถูกจัดประเภทเป็นวัสดุที่กระจายตัว และไม่จัดอยู่ในสถานะมวลรวมเฉพาะใดๆ ของสสาร

ละลาย

ข้าว. 1. สถานะของสสารบริสุทธิ์ (แผนภาพ)

ข้าว. 2. อุณหภูมิหลอมเหลวของเนื้อผลึก

ข้าว. 3. จุดหลอมเหลวของโลหะอัลคาไล

การหลอมละลาย - การเปลี่ยนสถานะของสารจากสถานะผลึก (ของแข็ง) เป็นของเหลว เกิดขึ้นพร้อมกับการดูดซับความร้อน (การเปลี่ยนเฟสของลำดับที่หนึ่ง) ลักษณะสำคัญของ P. ของสารบริสุทธิ์คือจุดหลอมเหลว (Tmelt) และความร้อนที่จำเป็นสำหรับการดำเนินกระบวนการ P. (ความร้อนของการหลอม Qmelt)

อุณหภูมิของ P. ขึ้นอยู่กับความดันภายนอก p; ในแผนภาพสถานะของสารบริสุทธิ์ การพึ่งพาอาศัยกันนี้แสดงโดยเส้นโค้งการหลอม (เส้นโค้งของการอยู่ร่วมกันของเฟสของแข็งและของเหลว AD หรือ AD "ในรูปที่ 1) การหลอมเหลวของโลหะผสมและสารละลายของแข็งเกิดขึ้น เช่น กฎในช่วงอุณหภูมิ (ยกเว้นยูเทคติกส์ที่มีค่า Tmelt คงที่) การพึ่งพาอุณหภูมิของจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของ P. ของโลหะผสมในองค์ประกอบที่ความดันที่กำหนดนั้นแสดงไว้ในไดอะแกรมสถานะด้วยเส้นพิเศษ ( เส้นโค้งของเหลวและโซลิดัส ดูระบบไบนารี) จากสถานะผลึกของแข็งไปจนถึงของเหลวไอโซโทรปิกเกิดขึ้นในขั้นต่างๆ

การปรากฏตัวของอุณหภูมิ P. เป็นสัญญาณสำคัญของโครงสร้างผลึกที่ถูกต้องของของแข็ง บนพื้นฐานนี้ พวกมันสามารถแยกแยะได้ง่ายจากของแข็งอสัณฐานซึ่งไม่มีค่า Tm คงที่ ของแข็งอสัณฐานจะผ่านเข้าสู่สถานะของเหลวทีละน้อย อ่อนตัวลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น (ดูสถานะอสัณฐาน) ทังสเตนมีอุณหภูมิสูงสุดในบรรดาโลหะบริสุทธิ์ (3410°C) และปรอทมีอุณหภูมิต่ำสุด (-38.9°C) สารประกอบทนไฟโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ได้แก่: TiN (3200 °C), HfN (3580 °C), ZrC (3805 °C), TaC (4070 °C), HfC (4160 °C) เป็นต้น ตามกฎแล้ว สำหรับสารที่มี Tm โดดเด่นด้วยค่า Qm ที่สูงกว่า สิ่งเจือปนที่มีอยู่ในสารที่เป็นผลึกจะลดค่า Tm วิธีนี้ใช้ในทางปฏิบัติเพื่อให้ได้โลหะผสมที่มี Tmelt ต่ำ (ดูตัวอย่าง โลหะผสมของ Wood ที่มี Tmelt = 68 °C) และสารผสมที่ทำให้เย็น

P. เริ่มต้นเมื่อสารที่เป็นผลึกถึง Tpl จากจุดเริ่มต้นของ P. จนเสร็จสิ้น อุณหภูมิของสารจะคงที่และเท่ากับ Tmelt แม้ว่าจะมีการถ่ายเทความร้อนไปยังสารก็ตาม (รูปที่ 2) ภายใต้สภาวะปกติ เป็นไปไม่ได้ที่จะให้ความร้อนแก่คริสตัลถึง T > Tmelt (ดูที่ ความร้อนสูงเกินไป) ในขณะที่ในระหว่างการตกผลึก การทำให้เย็นยิ่งยวดของการหลอมละลายทำได้ค่อนข้างง่าย

ธรรมชาติของการพึ่งพา Tm บนความดัน p ถูกกำหนดโดยทิศทางของการเปลี่ยนแปลงปริมาตร (DVm) ที่ P (ดูสมการ Clapeyron-Clausius) ในกรณีส่วนใหญ่ P. ของสารจะมาพร้อมกับปริมาณที่เพิ่มขึ้น (โดยปกติจะเป็นหลายเปอร์เซ็นต์) หากเป็นกรณีนี้ ความดันที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ Tm เพิ่มขึ้น (รูปที่ 3) อย่างไรก็ตาม ในสารบางชนิด (น้ำ โลหะจำนวนหนึ่งและเมทัลไลด์ ดูรูปที่ 1) ระหว่าง P. จะมีปริมาตรลดลง อุณหภูมิของ P. ของสารเหล่านี้จะลดลงเมื่อความดันเพิ่มขึ้น

P. มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของสาร: การเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีซึ่งสะท้อนถึงความผิดปกติของโครงสร้างผลึกของสาร ความจุความร้อนที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานไฟฟ้า [ยกเว้นสารกึ่งโลหะบางชนิด (Bi, Sb) และสารกึ่งตัวนำ (Ge) ซึ่งมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าในสถานะของเหลว] ในช่วง P. ความต้านทานแรงเฉือนลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ (คลื่นยืดหยุ่นตามขวางไม่สามารถแพร่กระจายในของเหลว ดูของเหลว) ความเร็วของการแพร่กระจายของเสียง (คลื่นตามยาว) ฯลฯ จะลดลง

ตามการแสดงระดับโมเลกุลและจลนพลศาสตร์ P. ดำเนินการดังนี้ เมื่อความร้อนถูกนำไปใช้กับเนื้อผลึก พลังงานของการสั่น (แอมพลิจูดการสั่น) ของอะตอมจะเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของร่างกาย และก่อให้เกิดข้อบกพร่องประเภทต่างๆ ในผลึก (โหนดที่ไม่ได้เติมของโครงตาข่ายคริสตัล - ตำแหน่งว่าง การละเมิดช่วงเวลาของตาข่ายโดยอะตอมที่ฝังอยู่ระหว่างโหนด ฯลฯ . ดูข้อบกพร่องในคริสตัล) ในผลึกโมเลกุล ความไม่เป็นระเบียบบางส่วนของการวางแนวร่วมกันของแกนของโมเลกุลสามารถเกิดขึ้นได้หากโมเลกุลไม่มีรูปร่างเป็นทรงกลม จำนวนข้อบกพร่องที่เพิ่มขึ้นทีละน้อยและการเชื่อมโยงของข้อบกพร่องนั้นเป็นลักษณะเฉพาะของขั้นตอนการหลอมละลาย เมื่อถึง Tmelt ความเข้มข้นวิกฤตของข้อบกพร่องจะถูกสร้างขึ้นในคริสตัล และการตกผลึกจะเริ่มขึ้น ตาข่ายคริสตัลแตกออกเป็นส่วนย่อยที่เคลื่อนที่ได้ง่าย ความร้อนที่จ่ายในช่วง P. ไม่ได้ใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ร่างกาย แต่เพื่อทำลายพันธะระหว่างอะตอมและทำลายลำดับระยะยาวในผลึก (ดูลำดับระยะยาวและลำดับระยะสั้น) ในทางกลับกัน ในบริเวณใต้กล้องจุลทรรศน์เอง ลำดับช่วงสั้นในการจัดเรียงอะตอมจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญที่จุดหลอมเหลว (จำนวนการประสานของการหลอมที่ Tmelt ในกรณีส่วนใหญ่ยังคงเหมือนกับของคริสตัล) สิ่งนี้อธิบายค่าความร้อนของฟิวชั่น Qm ที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับความร้อนของการกลายเป็นไอและการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในคุณสมบัติทางกายภาพของสารในช่วง P

กระบวนการไพโรไลซิสมีบทบาทสำคัญในธรรมชาติ (ไพโรไลซิสของหิมะและน้ำแข็งบนพื้นผิวโลก การทำให้เป็นแร่ของแร่ธาตุในระดับความลึก และอื่นๆ) และในด้านเทคโนโลยี (การผลิตโลหะและโลหะผสม การหล่อแม่พิมพ์ ฯลฯ) .

ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน

ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวม (ด้วย: เอนทัลปีของการหลอมรวม; นอกจากนี้ยังมีแนวคิดที่เทียบเท่ากับความร้อนจำเพาะของการตกผลึก) - ปริมาณความร้อนที่ต้องให้กับมวลหนึ่งหน่วยของสารผลึกในกระบวนการสมดุลไอโซบาริก-ไอโซเทอร์มอลตามลำดับ เพื่อถ่ายโอนจากสถานะของแข็ง (ผลึก) ไปเป็นของเหลว (เท่ากับปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการตกผลึกของสาร) ความร้อนของฟิวชันเป็นกรณีพิเศษของความร้อนของการเปลี่ยนเฟสลำดับที่หนึ่ง แยกความแตกต่างของความร้อนจำเพาะของฟิวชัน (J/kg) และโมลาร์ (J/mol)

ความร้อนจำเพาะของฟิวชันระบุด้วยตัวอักษร (อักษรกรีกแลมบ์ดา) สูตรสำหรับคำนวณความร้อนจำเพาะของฟิวชันคือ:

โดยที่ความร้อนจำเพาะของฟิวชันคือปริมาณความร้อนที่สารได้รับระหว่างการหลอม (หรือปล่อยออกมาระหว่างการตกผลึก) คือมวลของสารที่หลอมละลาย (ตกผลึก)

การหลอมโลหะ

เมื่อหลอมโลหะต้องปฏิบัติตามกฎบางประการ สมมติว่าพวกเขากำลังจะละลายตะกั่วและสังกะสี ตะกั่วจะละลายอย่างรวดเร็ว โดยมีจุดหลอมเหลว 327°; ในทางกลับกันสังกะสีจะยังคงแข็งตัวเป็นเวลานานเนื่องจากจุดหลอมเหลวสูงกว่า 419 ° จะเกิดอะไรขึ้นกับความร้อนสูงเกินไป? มันจะเริ่มปกคลุมด้วยฟิล์มสีรุ้งจากนั้นพื้นผิวของมันจะถูกซ่อนอยู่ใต้ชั้นของผงที่ไม่ละลาย ตะกั่วถูกเผาไหม้จากความร้อนสูงเกินไป ถูกออกซิไดซ์โดยรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศ อย่างที่คุณทราบกระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิปกติ แต่เมื่อได้รับความร้อนก็จะเร็วขึ้นมาก ดังนั้นเมื่อถึงเวลาที่สังกะสีเริ่มละลาย ก็จะเหลือตะกั่วที่เป็นโลหะอยู่น้อยมาก โลหะผสมจะกลายเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงตามที่คาดไว้ และตะกั่วจำนวนมากจะสูญเสียไปในรูปของขยะ เป็นที่ชัดเจนว่าเราต้องละลายสังกะสีที่ทนไฟได้มากกว่าก่อน แล้วจึงใส่ตะกั่วเข้าไป สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นหากสังกะสีเจือกับทองแดงหรือทองเหลือง ขั้นแรกให้ความร้อนสังกะสี สังกะสีจะไหม้เมื่อทองแดงละลาย ซึ่งหมายความว่าคุณต้องหลอมโลหะด้วยจุดหลอมเหลวที่สูงกว่าก่อนเสมอ

แต่สิ่งนี้ไม่สามารถหลีกเลี่ยงความบ้าคลั่งได้ หากโลหะผสมที่ได้รับความร้อนอย่างเหมาะสมถูกไฟเป็นเวลานาน ฟิล์มจะก่อตัวขึ้นอีกครั้งบนพื้นผิวของโลหะเหลวอันเป็นผลมาจากควัน เป็นที่ชัดเจนว่าโลหะที่หลอมละลายได้มากขึ้นจะเปลี่ยนเป็นออกไซด์อีกครั้งและองค์ประกอบของปลั๊กจะเปลี่ยนไป ซึ่งหมายความว่าโลหะไม่สามารถถูกทำให้ร้อนมากเกินไปเป็นเวลานานโดยไม่จำเป็น ดังนั้นพวกเขาจึงพยายามทุกวิถีทางเพื่อลดของเสียจากโลหะโดยวางไว้ในมวลที่กะทัดรัด ชิ้นเล็ก ๆ ขี้เลื่อยขี้กบจะถูก "บรรจุ" ก่อน ชิ้นที่มีขนาดเท่ากันไม่มากก็น้อยจะถูกหลอมละลาย ให้ความร้อนที่อุณหภูมิเพียงพอ และพื้นผิวโลหะได้รับการปกป้องจากการสัมผัสกับอากาศ เพื่อจุดประสงค์นี้ ผู้เชี่ยวชาญสามารถใช้บอแรกซ์หรือเพียงคลุมพื้นผิวของโลหะด้วยชั้นเถ้าซึ่งจะลอยอยู่ด้านบนเสมอ (เนื่องจากความถ่วงจำเพาะที่ต่ำกว่า) และจะไม่รบกวนการเทโลหะ เมื่อโลหะแข็งตัว ปรากฏการณ์อื่นก็เกิดขึ้น ซึ่งช่างฝีมือรุ่นเยาว์อาจคุ้นเคยเช่นกัน โลหะแข็งตัว ปริมาตรลดลง และการลดลงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอนุภาคโลหะภายในที่ยังไม่แข็งตัว บนพื้นผิวของการหล่อหรือภายในการหดตัวของรูปทรงช่องทางที่มีนัยสำคัญมากขึ้นหรือน้อยลงนั้นเรียกว่าโพรงการหดตัว โดยปกติแล้วแม่พิมพ์จะทำในลักษณะที่มีรูหดตัวในสถานที่หล่อซึ่งจะถูกลบออกในภายหลังโดยพยายามปกป้องผลิตภัณฑ์ให้ได้มากที่สุด เป็นที่ชัดเจนว่ารูหดตัวทำให้การหล่อเสียหายและบางครั้งอาจทำให้ใช้งานไม่ได้ หลังจากการหลอมโลหะจะร้อนยวดยิ่งเล็กน้อยเพื่อให้บางลงและร้อนขึ้น ดังนั้นจึงเติมรายละเอียดของแม่พิมพ์ได้ดีขึ้น และไม่แข็งตัวก่อนเวลาอันควรจากการสัมผัสกับแม่พิมพ์ที่เย็นกว่า

เนื่องจากจุดหลอมเหลวของโลหะผสมมักจะต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของโลหะที่ทนไฟส่วนใหญ่ที่ประกอบกันเป็นโลหะผสม จึงมีประโยชน์ในบางครั้งที่จะทำสิ่งที่ตรงกันข้าม: ก่อนอื่นให้หลอมโลหะที่หลอมละลายได้มากกว่า แล้วจึงค่อยหลอมโลหะที่ทนไฟมากขึ้น อย่างไรก็ตาม อนุญาตเฉพาะโลหะที่ไม่ได้ถูกออกซิไดซ์อย่างแรง หรือหากว่าโลหะเหล่านี้ได้รับการปกป้องจากการออกซิเดชันที่มากเกินไป จำเป็นต้องใช้โลหะมากกว่าที่จำเป็นสำหรับตัวมันเองเพื่อที่จะเติมเต็มไม่เพียง แต่แม่พิมพ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงช่องสปรูด้วย เป็นที่ชัดเจนว่าคุณต้องคำนวณปริมาณโลหะที่ต้องการก่อน

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของน้ำ

คุณสมบัติที่น่าประหลาดใจและน่ายินดีที่สุดของน้ำสำหรับธรรมชาติที่มีชีวิตคือความสามารถในการเป็นของเหลวภายใต้สภาวะ "ปกติ" โมเลกุลของสารประกอบที่คล้ายกับน้ำมาก (เช่น โมเลกุลของ H2S หรือ H2Se) จะหนักกว่ามาก แต่จะก่อตัวเป็นก๊าซภายใต้สภาวะเดียวกัน ดังนั้น ดูเหมือนว่าน้ำจะขัดแย้งกับกฎของตารางธาตุ ซึ่งอย่างที่คุณทราบ คาดการณ์ว่าเมื่อใด ที่ไหน และคุณสมบัติของสารใดที่จะใกล้เคียงกัน ในกรณีของเรา จากตารางคุณสมบัติของสารประกอบไฮโดรเจนของธาตุ (เรียกว่าไฮไดรด์) ที่อยู่ในคอลัมน์แนวตั้งเดียวกันควรเปลี่ยนแบบโมโนโทนิกเมื่อมวลอะตอมเพิ่มขึ้น ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบของกลุ่มที่หกของตารางนี้ ในกลุ่มเดียวกัน ได้แก่ ซัลเฟอร์ S (น้ำหนักอะตอม 32), ซีลีเนียม Se (น้ำหนักอะตอม 79), เทลลูเรียม Te (น้ำหนักอะตอม 128) และพอลโลเนียม Po (น้ำหนักอะตอม 209) ดังนั้นคุณสมบัติของไฮไดรด์ขององค์ประกอบเหล่านี้ควรเปลี่ยนอย่างจำเจเมื่อเปลี่ยนจากองค์ประกอบที่หนักไปยังองค์ประกอบที่เบากว่าเช่น ในลำดับ H2Po → H2Te → H2Se → H2S → H2O ซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้น แต่กับไฮไดรด์สี่ตัวแรกเท่านั้น ตัวอย่างเช่น จุดเดือดและจุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้นเมื่อน้ำหนักอะตอมของธาตุเพิ่มขึ้น ในภาพ เครื่องหมายกากบาทระบุจุดเดือดของไฮไดรด์เหล่านี้ และวงกลมระบุจุดหลอมเหลว

ดังที่เห็นได้ เมื่อน้ำหนักอะตอมลดลง อุณหภูมิจะลดลงค่อนข้างเป็นเส้นตรง พื้นที่ที่มีอยู่ของเฟสของเหลวของไฮไดรด์จะ "เย็น" มากขึ้นเรื่อย ๆ และถ้าออกซิเจนไฮไดรด์ H2O เป็นสารประกอบปกติคล้ายกับเพื่อนบ้านในกลุ่มที่หกน้ำของเหลวจะมีอยู่ในช่วงตั้งแต่ - 80 ° C ถึง -95 ° C ที่อุณหภูมิสูง H2O จะเป็นก๊าซเสมอ โชคดีสำหรับเราและทุกชีวิตบนโลก น้ำเป็นสิ่งผิดปกติ ไม่รู้จักรูปแบบคาบ แต่เป็นไปตามกฎของมันเอง

สิ่งนี้อธิบายได้ค่อนข้างง่าย - โมเลกุลของน้ำส่วนใหญ่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน พันธะเหล่านี้ทำให้น้ำแตกต่างจากไฮไดรด์เหลว H2S, H2Se และ H2Te หากไม่เป็นเช่นนั้นน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิลบ 95 ° C พลังงานของพันธะไฮโดรเจนค่อนข้างสูง และสามารถแตกหักได้ที่อุณหภูมิสูงกว่ามากเท่านั้น แม้จะอยู่ในสถานะก๊าซ โมเลกุลของ H2O จำนวนมากยังคงรักษาพันธะไฮโดรเจนไว้ได้ ซึ่งรวมกันเป็นไดเมอร์ (H2O)2 พันธะไฮโดรเจนที่สมบูรณ์จะหายไปที่อุณหภูมิไอน้ำ 600 °C เท่านั้น

จำได้ว่าการเดือดประกอบด้วยความจริงที่ว่าฟองไอน้ำก่อตัวขึ้นภายในของเหลวเดือด ที่ความดันปกติน้ำบริสุทธิ์จะเดือดที่อุณหภูมิ 100 "C หากความร้อนถูกส่งผ่านพื้นผิวที่ว่าง กระบวนการระเหยที่พื้นผิวจะเร่งขึ้น แต่ลักษณะการระเหยของปริมาตรของการเดือดจะไม่เกิดขึ้น การเดือดสามารถทำได้โดยลดระดับภายนอกลง ความดัน เนื่องจากในกรณีนี้ความดันไอเท่ากับความดันภายนอกสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ที่ด้านบนของภูเขาที่สูงมาก ความดันและจุดเดือดจะต่ำมากจนน้ำไม่เหมาะสำหรับการปรุงอาหาร - ไม่ถึงอุณหภูมิที่ต้องการของน้ำด้วยแรงดันที่สูงเพียงพอ น้ำสามารถถูกทำให้ร้อนมากจนสามารถละลายตะกั่วได้ (327°C) แต่จะไม่เดือด

นอกเหนือจากจุดเดือดหลอมเหลวที่สูงมาก (และกระบวนการหลังต้องใช้ความร้อนมากเกินไปในการหลอมเหลวสำหรับของเหลวอย่างง่าย) ช่วงของการมีอยู่ของน้ำนั้นผิดปกติ - หนึ่งร้อยองศาซึ่งอุณหภูมิเหล่านี้แตกต่างกัน - ช่วงที่ค่อนข้างใหญ่ สำหรับของเหลวน้ำหนักโมเลกุลต่ำเช่นน้ำ ขีด จำกัด ของค่าอุณหภูมิที่อนุญาตและความร้อนสูงเกินไปของน้ำนั้นใหญ่ผิดปกติ - ด้วยการให้ความร้อนหรือความเย็นอย่างระมัดระวังน้ำยังคงเป็นของเหลวตั้งแต่ -40 ° C ถึง +200 ° C สิ่งนี้ขยายช่วงอุณหภูมิที่น้ำสามารถคงสภาพเป็นของเหลวได้ถึง 240 °C

เมื่อน้ำแข็งได้รับความร้อน อุณหภูมิของน้ำแข็งจะสูงขึ้นก่อน แต่ตั้งแต่วินาทีที่น้ำและน้ำแข็งก่อตัวขึ้น อุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าน้ำแข็งจะละลายหมด สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าความร้อนที่จ่ายให้กับน้ำแข็งที่ละลายนั้นส่วนใหญ่จะใช้ในการทำลายผลึกเท่านั้น อุณหภูมิของน้ำแข็งที่หลอมละลายจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าผลึกทั้งหมดจะถูกทำลาย (ดูความร้อนแฝงของการหลอมเหลว)

ละลาย

การหลอมเหลวเป็นสถานะของเหลวที่หลอมเหลวของสารที่อุณหภูมิภายในขอบเขตที่กำหนดซึ่งห่างไกลจากจุดหลอมเหลววิกฤตและอยู่ใกล้กับจุดหลอมเหลวมากขึ้น ธรรมชาติของการหลอมถูกกำหนดโดยเนื้อแท้ของชนิดของพันธะเคมีของธาตุในสารที่หลอมเหลว

สารหลอมเหลวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านโลหะวิทยา การทำแก้ว และเทคโนโลยีด้านอื่นๆ โดยปกติแล้วสารหลอมเหลวจะมีองค์ประกอบที่ซับซ้อนและมีส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยาต่างๆ กัน (ดูแผนภาพเฟส)

ละลายอยู่

1. โลหะ (โลหะ (ชื่อมาจากภาษาละติน metallum - mine, mine) - กลุ่มขององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะเช่นการนำความร้อนและไฟฟ้าสูงค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิบวกความเหนียวสูงและความมันวาวของโลหะ);

2. ไอออนิก (ไอออน (กรีกโบราณ ἰόν - กำลังไป) - อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเชิงเดี่ยวหรือเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นจากการสูญเสียหรือการเพิ่มอิเล็กตรอนหนึ่งตัวขึ้นไปในอะตอมหรือโมเลกุล ไอออนไนซ์ (กระบวนการการก่อตัวของไอออน) สามารถ เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า)

3. สารกึ่งตัวนำที่มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอม (สารกึ่งตัวนำ - วัสดุที่ในแง่ของการนำไฟฟ้า ครอบครองตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างตัวนำและไดอิเล็กทริก และแตกต่างจากตัวนำในการพึ่งพาอย่างมากของการนำไฟฟ้ากับความเข้มข้นของสิ่งเจือปน อุณหภูมิ และรังสีประเภทต่างๆ คุณสมบัติหลักของวัสดุเหล่านี้คือการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น)

4. สารอินทรีย์ละลายด้วยพันธะแวนเดอร์วาลส์

5. พอลิเมอร์สูง (โพลิเมอร์ (กรีก πολύ- - หลาย; μέρος - ส่วน) - สารอนินทรีย์และอินทรีย์ สัณฐานและผลึกได้จากการทำซ้ำซ้ำ ๆ ของกลุ่มอะตอมต่าง ๆ เรียกว่า "หน่วยโมโนเมอริก" เชื่อมต่อกันเป็นโมเลกุลขนาดยาวโดยสารเคมีหรือการประสานงาน พันธบัตร)

ละลายตามประเภทของสารเคมีคือ:

1. เกลือ

2.ออกไซด์;

3. ออกไซด์-ซิลิเกต (ตะกรัน) ฯลฯ

ละลายด้วยคุณสมบัติพิเศษ:

1. ยูเทคติก

ที่น่าสนใจเกี่ยวกับการละลาย

เม็ดน้ำแข็งและดวงดาว

นำน้ำแข็งบริสุทธิ์หนึ่งชิ้นเข้าไปในห้องอุ่นๆ แล้วดูมันละลาย มันจะชัดเจนอย่างรวดเร็วว่าน้ำแข็งซึ่งดูเหมือนเสาหินและเป็นเนื้อเดียวกันจะแตกออกเป็นเม็ดเล็ก ๆ จำนวนมาก - คริสตัลแต่ละอัน ในปริมาตรของน้ำแข็ง พวกมันจะอยู่แบบสุ่ม สามารถเห็นภาพที่น่าสนใจพอ ๆ กันเมื่อน้ำแข็งละลายจากพื้นผิว

นำน้ำแข็งก้อนหนึ่งมาวางบนตะเกียงและรอจนกระทั่งน้ำแข็งเริ่มละลาย เมื่อละลายสัมผัสกับธัญพืชด้านใน ลวดลายที่ละเอียดมากจะเริ่มปรากฏขึ้นที่นั่น ด้วยแว่นขยายที่แข็งแรง คุณจะเห็นว่าพวกมันมีรูปร่างเหมือนเกล็ดหิมะหกเหลี่ยม อันที่จริงแล้วสิ่งเหล่านี้คือความหดหู่ใจที่ละลายอยู่ในน้ำ รูปร่างและทิศทางของรังสีสอดคล้องกับการวางแนวของผลึกเดี่ยวน้ำแข็ง รูปแบบเหล่านี้เรียกว่า "Tyndall stars" ตามนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้ค้นพบและอธิบายไว้ในปี พ.ศ. 2398 "Tyndall stars" ซึ่งคล้ายกับเกล็ดหิมะ จริงๆ แล้วเป็นรอยบุ๋มบนพื้นผิวของน้ำแข็งที่ละลาย ขนาดประมาณ 1.5 มม. ซึ่งเต็มไปด้วยน้ำ ตรงกลางมองเห็นฟองอากาศซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของปริมาตรน้ำแข็งละลายและน้ำละลาย

เธอรู้รึเปล่า?

มีโลหะที่เรียกว่า Wood's alloy ซึ่งสามารถละลายได้ง่ายแม้ในน้ำอุ่น (+68 องศาเซลเซียส) ดังนั้นเมื่อกวนน้ำตาลในแก้ว ช้อนโลหะที่ทำจากโลหะผสมนี้จะละลายเร็วกว่าน้ำตาล!

สารที่ทนไฟได้มากที่สุด แทนทาลัมคาร์ไบด์ TaCO-88 ละลายที่อุณหภูมิ 3990°C

ในปี พ.ศ. 2530 นักวิจัยชาวเยอรมันสามารถทำให้น้ำเย็นจัดถึง -700 องศาเซลเซียส ในขณะที่ยังคงสถานะของเหลวไว้ได้

บางครั้งเพื่อให้หิมะบนทางเท้าละลายเร็วขึ้น พวกเขาจะโรยด้วยเกลือ การละลายของน้ำแข็งเกิดขึ้นเนื่องจากสารละลายเกลือในน้ำก่อตัวขึ้น จุดเยือกแข็งต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศ ทางออกก็แค่ไหลออกจากทางเท้า

ที่น่าสนใจคือ เท้าจะเย็นกว่าบนพื้นทางเดินเปียก เนื่องจากอุณหภูมิของสารละลายน้ำเกลือต่ำกว่าอุณหภูมิของหิมะบริสุทธิ์

หากคุณเทชาจากกาน้ำชาลงในแก้วสองใบ: ใส่น้ำตาลและไม่มีน้ำตาล ชาในแก้วที่มีน้ำตาลจะเย็นกว่าเพราะ การละลายน้ำตาล (การทำลายตาข่ายคริสตัล) ก็ใช้พลังงานเช่นกัน

ในน้ำค้างแข็งรุนแรง เพื่อคืนความเรียบของน้ำแข็ง ลานสเก็ตน้ำแข็งจะถูกรดน้ำด้วยน้ำร้อน น้ำร้อนจะละลายชั้นน้ำแข็งบาง ๆ ไม่แข็งตัวเร็ว มีเวลากระจายตัว และพื้นผิวน้ำแข็งเรียบมาก

บทสรุป (ข้อสรุป)

การหลอมเหลวเป็นการเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งเป็นของเหลว

เมื่อได้รับความร้อน อุณหภูมิของสารจะเพิ่มขึ้น และความเร็วของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอนุภาคจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่พลังงานภายในร่างกายเพิ่มขึ้น

เมื่ออุณหภูมิของของแข็งถึงจุดหลอมเหลว ตาข่ายคริสตัลของของแข็งจะเริ่มแตกตัว ดังนั้นพลังงานส่วนหลักของฮีตเตอร์ที่ส่งไปยังวัตถุที่เป็นของแข็งจึงถูกใช้ไปกับการลดพันธะระหว่างอนุภาคของสาร เช่น ในการทำลายตาข่ายคริสตัล ในกรณีนี้ พลังงานของอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคจะเพิ่มขึ้น

สารที่หลอมเหลวมีพลังงานภายในสะสมมากกว่าในสถานะของแข็ง ส่วนที่เหลือของความร้อนจากการหลอมละลายจะใช้ในการทำงานเพื่อเปลี่ยนปริมาตรของร่างกายในระหว่างการหลอมละลาย

ระหว่างการหลอมเหลว ปริมาตรของเนื้อผลึกส่วนใหญ่จะเพิ่มขึ้น (3-6%) และลดลงระหว่างการแข็งตัว แต่มีสารบางอย่างที่เมื่อละลายแล้วปริมาตรจะลดลงและเมื่อแข็งตัวก็จะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น น้ำและเหล็กหล่อ ซิลิกอน และอื่นๆ . นั่นคือเหตุผลที่น้ำแข็งลอยอยู่บนผิวน้ำและเหล็กหล่อแข็ง - ละลายในตัวมันเอง

ของแข็งที่เรียกว่าอสัณฐาน (อำพัน เรซิ่น แก้ว) ไม่มีจุดหลอมเหลวเฉพาะ

ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการหลอมสสารเท่ากับผลคูณของความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวคูณมวลของสสาร

ความร้อนจำเพาะของฟิวชันแสดงให้เห็นว่าต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการเปลี่ยนสาร 1 กิโลกรัมจากของแข็งเป็นของเหลวโดยสมบูรณ์ โดยใช้อัตราการหลอมเหลว

หน่วยของความร้อนจำเพาะของฟิวชันใน SI คือ 1J/kg

ในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว อุณหภูมิของผลึกจะคงที่ อุณหภูมินี้เรียกว่าจุดหลอมเหลว สารแต่ละชนิดมีจุดหลอมเหลวของตัวเอง

จุดหลอมเหลวของสารที่กำหนดขึ้นกับความดันบรรยากาศ

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้

1) ข้อมูลจากสารานุกรมเสรีอิเล็กทรอนิกส์ "วิกิพีเดีย"

http://ru.wikipedia.org/wiki/Main_page

2) เว็บไซต์ "Class! Physics สำหรับผู้อยากรู้อยากเห็น" http://class-fizika.narod.ru/8_11.htm

3) เว็บไซต์ "คุณสมบัติทางกายภาพของน้ำ"

http://all-about-water.ru/boiling-temperature.php

4) เว็บไซต์ "โลหะและโครงสร้าง"

http://metaloconstruction.ru/osnovy-plavleniya-metallov/

หัวข้อ: “การหลอมและการตกผลึก

ความร้อนจำเพาะของการหลอมและการตกผลึก"

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

จากการทำงานในบทเรียนนักเรียนควรเรียนรู้คำจำกัดความของแนวคิดของ "การหลอม", "การตกผลึก", "อุณหภูมิหลอมเหลว", "ความร้อนจำเพาะของการหลอมและการตกผลึก"; สามารถอธิบายความไม่แปรผันของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและพลังงานในกระบวนการหลอมเหลวและการตกผลึก วิเคราะห์กราฟของการพึ่งพาอุณหภูมิของร่างกายในเวลาที่ให้ความร้อนและกราฟการทำความเย็นของของเหลวที่อุ่น รู้สูตรการคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการหลอม (ตกผลึก) ร่างกาย

ระหว่างเรียน.

ช่วงเวลาขององค์กร (1 นาที)
การทำซ้ำเนื้อหาที่ศึกษา (4 นาที)

แบบสำรวจความคิดเห็นด้านหน้า

1. สารชนิดเดียวกันสามารถรวมตัวกันได้ในสถานะใด

2. อะไรเป็นตัวกำหนดสถานะของการรวมตัวกันของสารหนึ่งๆ

3. โครงสร้างโมเลกุลของก๊าซ ของเหลว และของแข็ง มีลักษณะอย่างไร?

4. การเปลี่ยนสถานะเป็นไปได้: จากสถานะของแข็งเป็นสถานะของเหลว, จากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซ, จากสถานะก๊าซเป็นของแข็งและการเปลี่ยนกลับ: จากสถานะของแข็งเป็นสถานะก๊าซ, จากสถานะเป็นก๊าซเป็น ของเหลว จากของเหลวเป็นของแข็ง สร้างการติดต่อระหว่างช่วงการเปลี่ยนภาพและปรากฏการณ์ที่สอดคล้องกัน (ครูเรียกปรากฏการณ์นี้ นักเรียนจะพิจารณาว่าการเปลี่ยนแปลงนี้สอดคล้องกับปรากฏการณ์ใด)

T → W: น้ำแข็งละลาย, โลหะละลาย;

W → H: การก่อตัวของไอน้ำเมื่อน้ำเดือด การระเหยของน้ำ

T → G: กลิ่นแนพทาลีน การระเหยของน้ำแข็งแห้ง

W → W: น้ำแช่แข็ง;

D → F: น้ำค้าง, การก่อตัวของหมอก;

G → T: การก่อตัวของลวดลายบนหน้าต่างในฤดูหนาว

ในธรรมชาติ วัฏจักรของน้ำ การระเหยของน้ำ, การก่อตัวของหมอก, เมฆ, หิมะ, น้ำค้าง ... เพื่อให้เข้าใจถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติและสามารถควบคุมได้ คุณจำเป็นต้องรู้เงื่อนไขภายใต้การเปลี่ยนแปลงของสสารหนึ่งไปสู่อีกสถานะหนึ่ง

บทนำสู่หัวข้อของบทเรียน

วันนี้ในบทเรียนเราจะทำความคุ้นเคยกับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเปลี่ยนสถานะของสารจากสถานะของแข็งเป็นสถานะของเหลวจากสถานะของเหลวเป็นสถานะของแข็งนั่นคือด้วยกระบวนการหลอมตัวของผลึกและกระบวนการย้อนกลับ - กระบวนการตกผลึก

เรียนรู้วัสดุใหม่ (20 นาที)
เรียนการบิน

นักเรียนกำหนดปัญหา เป้าหมาย สมมติฐานของการศึกษา

ปัญหาการวิจัย: เพื่อกำหนดว่าอุณหภูมิของน้ำแข็งจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อได้รับความร้อนและละลาย

วัตถุประสงค์ของการศึกษา: เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในระหว่างกระบวนการต่างๆ - การให้ความร้อนและการละลายของน้ำแข็ง เพื่อวางแผนการพึ่งพาอาศัยกันของอุณหภูมิน้ำแข็งตามเวลา

เราสันนิษฐานว่าเมื่อน้ำแข็งได้รับความร้อน อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งน้ำแข็งจะละลายโดยไม่เปลี่ยนอุณหภูมิ

เหตุผลของสมมติฐาน: จุดหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ 0 °C ดังนั้นน้ำแข็งจะร้อนถึงจุดหลอมเหลวก่อน เนื่องจากการละลายเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่ อุณหภูมิของน้ำแข็งจะไม่เพิ่มขึ้นจนกว่าน้ำแข็งทั้งหมดจะกลายเป็นน้ำ

อุปกรณ์:

เครื่องวัดความร้อน. น้ำแข็งเกล็ด. เครื่องวัดอุณหภูมิ. นาฬิกา.

ความคืบหน้าการวิจัย:

ใส่น้ำแข็งป่นลงในเครื่องวัดความร้อน. วัดอุณหภูมิน้ำแข็ง. ทำการวัดต่อไปเป็นระยะ ๆ บันทึกผลการวัดลงในตาราง

ตารางที่ 1 ข้อมูลการทดลองสำหรับการศึกษา

ช่วงเวลา, f, s
การอ่านเทอร์โมมิเตอร์ t, оС

วาดกราฟตามข้อมูลการวัด สรุป.

อุณหภูมิของน้ำแข็งเพิ่มขึ้นจนถึง 0 ° C ดังนั้นกระบวนการให้ความร้อนจึงเกิดขึ้น อุณหภูมิของน้ำแข็งจึงเพิ่มขึ้น ทันทีที่อุณหภูมิเท่ากับ 0 น้ำแข็งก็เริ่มละลายและเป็นเวลานาน (จนกว่าน้ำแข็งจะละลาย) ไม่เปลี่ยนแปลง และทันทีที่น้ำแข็งทั้งหมดละลาย อุณหภูมิก็เริ่มเพิ่มขึ้นอีกครั้ง ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่ากระบวนการให้ความร้อนเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น และกระบวนการหลอมละลายจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่

เราพบว่าอุณหภูมิของน้ำแข็งจะสูงขึ้นในตอนแรก และจากนั้นถึง 0°C (น้ำแข็งเริ่มละลาย) จะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าน้ำแข็งจะละลายหมด

การเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งเป็นของเหลวเรียกว่าการหลอมเหลว

อุณหภูมิที่ของแข็งเปลี่ยนเป็นของเหลวเรียกว่าจุดหลอมเหลว จุดหลอมเหลวของสารต่าง ๆ เป็นค่าตาราง

จดจำ

สสารแต่ละชนิดมีอุณหภูมิสูงกว่าซึ่งไม่สามารถอยู่ในสถานะของแข็งได้ภายใต้สภาวะที่กำหนด กระบวนการหลอมต้องใช้พลังงาน อุณหภูมิของสารจะไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการหลอมเหลว
กำลังดูกระบวนการแข็งตัวของของเหลวในวิดีโอ

กระบวนการเปลี่ยนสถานะของสารจากของเหลวเป็นของแข็งเรียกว่าการตกผลึก

เมื่อหลอมเหลวสารจะได้รับพลังงาน ในระหว่างการตกผลึกกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อม

จดจำ:

สำหรับสารแต่ละชนิด จะมีอุณหภูมิที่สารจะผ่านจากของเหลวไปสู่สถานะของแข็ง (อุณหภูมิการตกผลึก) กระบวนการชุบแข็งจะมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงาน อุณหภูมิระหว่างการตกผลึกจะคงที่

สรุป: การหลอมเหลวและการตกผลึกเป็นสองกระบวนการที่ตรงข้ามกัน ในกรณีแรก สสารจะดูดซับพลังงานจากภายนอก และในกรณีที่สอง จะปล่อยพลังงานนั้นให้กับสิ่งแวดล้อม

นาทีทางกายภาพ

พิจารณากราฟการละลายและการตกผลึกของน้ำแข็ง

การวิเคราะห์กราฟการหลอมละลายและการตกผลึกและคำอธิบายโดยอาศัยความรู้เรื่องโครงสร้างโมเลกุลของสสาร สารแต่ละชนิดมีจุดหลอมเหลวของตัวเองและอุณหภูมินี้จะกำหนดขอบเขตของของแข็งในชีวิตประจำวันและเทคโนโลยี โลหะทนไฟใช้ทำโครงสร้างทนความร้อนในเครื่องบินและจรวด เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ฯลฯ
ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวและการตกผลึก

ปริมาณทางกายภาพ เท่ากับปริมาณความร้อนที่วัตถุที่เป็นของแข็งซึ่งมีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมดูดซับไว้ที่จุดหลอมเหลวเพื่อเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เรียกว่า ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว

l คือความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวและการตกผลึก

ปริมาณทางกายภาพที่แสดงว่าต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการเปลี่ยนสารที่เป็นผลึก 1 กิโลกรัม ณ จุดหลอมเหลวให้เป็นของเหลว เรียกว่า ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว

ใน SI ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวและการตกผลึกจะวัดเป็นจูลต่อกิโลกรัม

ไอ.วาย. การแก้ปัญหาคุณภาพ (5 นาที)

อุณหภูมิของหัวเตาแก๊สคือ 5,000 C ใช้วัสดุอะไรได้บ้าง? (จากวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า 5,000 C) โลหะอะไรที่จะละลายในฝ่ามือของคุณ? (ซีเซียม) ทำไมน้ำแข็งถึงไม่ละลายในห้องทันทีหากถูกนำเข้ามาจากความเย็น? (น้ำแข็งต้องได้รับความร้อนจนถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งต้องใช้เวลา) การวิเคราะห์เส้นโค้งการหลอมเหลวและการแข็งตัว

พล็อตสำหรับสารอะไร คุณนิยามมันอย่างไร? คำตอบ: กราฟด้านบน (สีแดง) สร้างขึ้นสำหรับตะกั่ว เนื่องจากตะกั่วละลายที่อุณหภูมิ 327ºC และส่วน LM ของกราฟสอดคล้องกับกระบวนการหลอมเหลว กราฟด้านล่าง (สีเขียว) สำหรับดีบุก เนื่องจากจุดหลอมเหลวของดีบุกคือ 232ºC สารใดใช้เวลาในการละลายนานกว่ากัน? สารใดตกผลึกเร็วที่สุด?

ย. การแก้ปัญหา TRIZ (5 นาที)

ตะปูเหล็กถูกโยนลงในแก้วน้ำ แต่มันตกลงไปที่ก้นแก้วหรือไม่? ทำไม (น้ำในสถานะของแข็ง) ทำขนม "ขวดใส่น้ำเชื่อม". (น้ำเชื่อมถูกแช่แข็งและราดด้วยช็อคโกแลตร้อน) จะกำจัดตะกอนในเครื่องดื่มอัดลมได้อย่างไร? (คว่ำขวดลงแล้ววางบนน้ำแข็ง ตะกอนที่มีส่วนของของเหลวที่แข็งตัวแล้วจะยังคงอยู่บนจุกไม้ก๊อกในขณะที่เปิดขวด)

ยี่ การรวมเนื้อหาที่ศึกษา (5 นาที)

ตัวเลือกที่ 1

ตัวเลือก #2

1. การเปลี่ยนสถานะของสารจากสถานะของเหลวเป็นสถานะของแข็งเรียกว่า ก. ละลาย. ข. การแพร่กระจาย. ข. การตกผลึก. G. โดยความร้อน. ง. การระบายความร้อน. 2. เหล็กหล่อหลอมที่อุณหภูมิ 1200 0C อุณหภูมิการแข็งตัวของเหล็กหล่อบอกอะไรได้บ้าง ก. จะเป็นใครก็ได้ B. เท่ากับ 1200 0С. ข. เหนือจุดหลอมเหลว ง. ต่ำกว่าจุดหลอมเหลว 3. เป็นไปได้ไหมที่จะละลายในภาชนะทองแดง? ข. คุณทำไม่ได้ 4. ในระหว่างการบิน อุณหภูมิของพื้นผิวด้านนอกของจรวดจะเพิ่มขึ้นเป็น 1,500 - 2,000 0C โลหะชนิดใดที่ใช้สำหรับหุ้มภายนอก? น. เหล็ก. ข. แพลทินัม. จี. วุลแฟรม 5. ส่วนใดของกราฟที่แสดงลักษณะกระบวนการให้ความร้อนแก่วัตถุที่เป็นของแข็ง ที, 0C ก. AB.

1. การเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งเป็นของเหลวเรียกว่า ก. การระบายความร้อน. ข. การตกผลึก. ข. การแพร่กระจาย. G. โดยความร้อน. ง. การละลาย 2. ดีบุกแข็งตัวที่อุณหภูมิ 232 0C จุดหลอมเหลวของมันบอกอะไรได้บ้าง? A. สูงกว่าอุณหภูมิการบ่ม ข. จะเป็นใครก็ได้. V. เท่ากับ 232 0С. D. ต่ำกว่าอุณหภูมิการบ่ม 3. เป็นไปได้ไหมที่จะละลายตะกั่วในภาชนะสังกะสี? ข. คุณทำไม่ได้ 4. จากหัวฉีดของเครื่องบินไอพ่นก๊าซจะพุ่งออกมาซึ่งมีอุณหภูมิ 800–1100 0 องศาเซลเซียส โลหะอะไรที่ใช้ทำหัวฉีดได้? ข. นำ. ข. อะลูมิเนียม. 5. ส่วนใดของกราฟที่แสดงลักษณะของกระบวนการหลอมเหลว ที, 0C ก. AB.

1 ตัวเลือก	ตัวเลือก 2

ใช่ สรุปบทเรียน. (2 นาที) สรุปบทเรียน การประเมินผลงาน.

การบ้าน: §9, 10, แบบฝึกหัด 8 (1-3) งานสร้างสรรค์: ค้นหาข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับอุณหภูมิต่ำสุดและอุณหภูมิสูงสุด

การกำหนดเส้นทาง

การออกแบบบทเรียนวิชาฟิสิกส์ใน

ครูฟิสิกส์ สถานศึกษาของรัฐ "มัธยมศึกษา ครั้งที่ 42"

หัวข้อบทเรียน: การหลอมเหลวและการตกผลึก ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวและการตกผลึก

ประเภทของบทเรียน: บทเรียนของการศึกษาและการรวมความรู้ใหม่ขั้นต้น

จุดประสงค์ของบทเรียน: เพื่อให้ความรู้ที่ลึกซึ้งและเป็นระบบของนักเรียนเกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร เพื่อสอนนักเรียนให้เข้าใจสาระสำคัญของปรากฏการณ์ทางความร้อน เช่น การหลอมเหลวและการตกผลึก เข้าใจแนวคิดของ "ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน" และสูตรสำหรับคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับการหลอม การสร้างทักษะในการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงพลังงานระหว่างการหลอมและการตกผลึกของสสาร

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

การศึกษา: เพื่อศึกษาคุณสมบัติในพฤติกรรมของสารในระหว่างการเปลี่ยนสถานะจากสถานะของแข็งเป็นสถานะของเหลวและในทางกลับกัน อธิบายกราฟการหลอมและการแข็งตัว อธิบายกระบวนการหลอมและการแข็งตัวตามโครงสร้างโมเลกุลของสสาร

การพัฒนา: เพื่อสร้างแรงจูงใจเชิงบวกสำหรับการเรียนรู้ต่อไปเพื่อพัฒนาความเป็นอิสระในการปฏิบัติงานและการสังเกตการทดลองเพื่อสอนวิธีการใช้ความรู้ที่ได้มาในทางปฏิบัติ

การศึกษา: เพื่อสร้างโลกทัศน์ต่อไปเกี่ยวกับตัวอย่างของกระบวนการทางความร้อนเพื่อแสดงความสัมพันธ์ของเหตุและผลเพื่อแสดงความสำคัญของความรู้และทักษะในตัวอย่างการวิเคราะห์ปัญหาเชิงคุณภาพ

การสาธิตและอุปกรณ์สำหรับการทดลอง: ศึกษาการพึ่งพาอุณหภูมิละลายของน้ำแข็งตรงเวลา (แคลอรีมิเตอร์, เทอร์โมมิเตอร์, นาฬิกา, น้ำแข็งบด, โคมไฟวิญญาณ, ขาตั้งกล้อง), ภาพยนตร์วิดีโอเกี่ยวกับการตกผลึกของน้ำ, ตารางจุดหลอมเหลวของสารบางชนิด ตารางความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมของสารบางชนิด กราฟการหลอมเหลวและการตกผลึก

ขั้นตอนบทเรียน	เป้าหมายบนเวที	กิจกรรมครู	กิจกรรมนักศึกษา	เทคนิค วิธีการ อุปกรณ์	ผลลัพธ์
I. ขั้นตอนขององค์กรและแรงจูงใจ	สร้างอารมณ์ร่วมให้กับข้อต่อ	แสดงให้เห็นถึงทัศนคติที่ดีต่อเด็ก จัดความสนใจพร้อมสำหรับบทเรียน	พวกเขาทักทายกันด้วยรอยยิ้ม พวกเขาฟังและเตรียมพร้อมที่จะทำงาน	วาจา	ทักทายกัน แสดงความพร้อมทางด้านจิตใจในการให้ความร่วมมือ
ครั้งที่สอง ขั้นของการอัพเดทความรู้	พัฒนาสติปัญญาความสนใจในเรื่อง	จัดระเบียบงานของนักเรียนเพื่อตรวจสอบเนื้อหาที่เรียนไปแล้ว	ตอบคำถาม	ส่วนรวมเป็นรายบุคคล	ตรวจสอบการผสมกลมกลืนของเนื้อหาที่ศึกษาก่อนหน้านี้
III การสื่อสารหัวข้อและวัตถุประสงค์ของบทเรียน	จัดเตรียม กิจกรรมเพื่อกำหนดวัตถุประสงค์ของบทเรียน	สร้างสถานการณ์ปัญหา อธิบายงาน เรียนรู้	ตอบคำถามกำหนดจุดประสงค์ของบทเรียน	วาจาภาพ การสร้างสถานการณ์ปัญหาในการกำหนดจุดประสงค์ของบทเรียน การนำเสนอ	ความสามารถในการกำหนดจุดประสงค์ของบทเรียน
IV. ทำงานในหัวข้อของบทเรียน	เปิดเผยความเข้าใจและความเข้าใจในหัวข้อ	สร้างความสามารถในการรับความรู้อย่างอิสระผ่านการดำเนินงานทดลอง	ทำการทดลองมีส่วนร่วมในการสนทนา	ค้นหาปัญหา, ภาพ, วาจา การสร้างสถานการณ์ปัญหาเพื่อการค้นหาอย่างสร้างสรรค์	การรับรู้ ความเข้าใจ และการท่องจำเบื้องต้นของเนื้อหาที่ศึกษา
ว. พลศึกษา	บรรเทาความเครียดทางจิตใจและร่างกาย	จัดช่วงพักพลศึกษา	ทำแบบฝึกหัด	หน้าผาก	คลายความเครียดที่เกี่ยวข้องกับความเครียดทางจิตใจและร่างกาย
วี.ไอ. การแก้ปัญหาเชิงคุณภาพและ TRIZ (10 นาที)	พัฒนาทักษะและความสามารถในการแก้ปัญหาทางกายภาพโดยใช้ความรู้ทางทฤษฎีที่ได้มาในทางปฏิบัติในสถานการณ์เฉพาะ	จัดกิจกรรมของนักเรียนในการแก้ปัญหาให้การควบคุมการดำเนินการของพวกเขา	แก้ปัญหา	งานส่วนตัวและส่วนรวมของนักเรียน	สามารถนำความรู้ไปใช้ได้จริงและใช้เทคนิคต่าง ๆ ในการแก้ปัญหา
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว การรวมเนื้อหาที่ศึกษา (5 นาที)	ตรวจสอบการผสมกลมกลืนของวัสดุ ระบุช่องว่างในการทำความเข้าใจวัสดุ	จัดงานอิสระของนักเรียน	ดำเนินการในระดับต่างๆ ทดสอบ	ค้นหาบางส่วน บุคคลกลุ่ม.	สามารถใช้ความรู้ในงานอิสระได้
VIII. การบ้าน (1 นาที)	เสริมสร้างความสามารถในการทำการบ้านตามอัลกอริทึม	จัดกลุ่มอภิปรายเรื่องการบ้าน ให้คำอธิบายสำหรับการบ้าน	พวกเขาเจาะลึกถึงสาระสำคัญของการบ้านและทำความเข้าใจ	วาจา	ทำความเข้าใจการบ้าน
ทรงเครื่อง สรุปบทเรียน สะท้อนคิด (2 นาที)	สรุปความรู้ในหัวข้อบทเรียน ประเมินผลสัมฤทธิ์ของนักเรียน กำหนดทัศนคติของนักเรียนต่อบทเรียนเพื่อทำกิจกรรมร่วมกัน	สร้างแบบประเมินที่เพียงพอของการดำเนินการตามภารกิจของบทเรียน กระตุ้นให้นักเรียนประเมินกิจกรรมในบทเรียน ความรู้สึก และอารมณ์ของพวกเขา	วิเคราะห์กิจกรรมของเขา แสดงทัศนคติต่อบทเรียน ความรู้สึกและอารมณ์โดยใช้สัญลักษณ์	วาจาวิเคราะห์. วิเคราะห์ตนเองประเมินตนเอง.	ความพึงพอใจกับงานที่ทำจบบทเรียนทางอารมณ์

ละลาย

ละลายเป็นกระบวนการเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งเป็นของเหลว

การสังเกตแสดงให้เห็นว่าหากน้ำแข็งบดซึ่งมีอุณหภูมิ 10 ° C ถูกทิ้งไว้ในห้องอุ่นอุณหภูมิก็จะสูงขึ้น ที่อุณหภูมิ 0 °C น้ำแข็งจะเริ่มละลาย และอุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าน้ำแข็งทั้งหมดจะกลายเป็นของเหลว หลังจากนั้นอุณหภูมิของน้ำที่เกิดจากน้ำแข็งจะสูงขึ้น

ซึ่งหมายความว่าเนื้อผลึกซึ่งรวมถึงน้ำแข็งจะละลายที่อุณหภูมิหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า จุดหลอมเหลว. สิ่งสำคัญคือในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว อุณหภูมิของสารที่เป็นผลึกและของเหลวที่เกิดขึ้นระหว่างการหลอมนั้นจะไม่เปลี่ยนแปลง

ในการทดลองที่อธิบายไว้ข้างต้น น้ำแข็งได้รับความร้อนจำนวนหนึ่ง พลังงานภายในของมันเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของโมเลกุล จากนั้นน้ำแข็งก็ละลาย อุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าน้ำแข็งจะได้รับความร้อนจำนวนหนึ่ง ดังนั้นพลังงานภายในจึงเพิ่มขึ้น แต่ไม่ได้เกิดจากจลนศาสตร์ แต่เนื่องจากพลังงานศักย์ของการทำงานร่วมกันของโมเลกุล พลังงานที่ได้รับจากภายนอกถูกใช้ไปในการทำลายตาข่ายคริสตัล ในทำนองเดียวกันการหลอมละลายของร่างกายที่เป็นผลึกก็เกิดขึ้น

วัตถุอสัณฐานไม่มีจุดหลอมเหลวเฉพาะ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น จะค่อยๆ อ่อนตัวลงจนกลายเป็นของเหลว

การตกผลึก

การตกผลึกคือกระบวนการที่สารเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง การทำให้เย็นลง ของเหลวจะให้ความร้อนจำนวนหนึ่งแก่อากาศโดยรอบ ในกรณีนี้ พลังงานภายในจะลดลงเนื่องจากพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลลดลง ที่อุณหภูมิหนึ่ง กระบวนการตกผลึกจะเริ่มขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้ อุณหภูมิของสารจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าสารทั้งหมดจะผ่านเข้าสู่สถานะของแข็ง การเปลี่ยนแปลงนี้มาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนหนึ่งและทำให้พลังงานภายในของสารลดลงเนื่องจากการลดลงของพลังงานศักย์ของการทำงานร่วมกันของโมเลกุล

ดังนั้น การเปลี่ยนสถานะของสารจากสถานะของเหลวไปสู่สถานะของแข็งจึงเกิดขึ้นที่อุณหภูมิหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า อุณหภูมิการตกผลึก อุณหภูมินี้คงที่ตลอดกระบวนการหลอม มันเท่ากับจุดหลอมเหลวของสารนี้

รูปแสดงกราฟของการพึ่งพาอุณหภูมิของสารผลึกแข็งตรงเวลาในกระบวนการให้ความร้อนจากอุณหภูมิห้องถึงจุดหลอมเหลว การหลอมเหลว การให้ความร้อนแก่สารในสถานะของเหลว การทำให้สารเหลวเย็นลง การตกผลึก และต่อมา การเย็นตัวของสารในสถานะของแข็ง

ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน

สารที่เป็นผลึกต่างกันมีโครงสร้างต่างกัน ดังนั้น เพื่อที่จะทำลายโครงผลึกของของแข็ง ณ จุดหลอมเหลว จำเป็นต้องแจ้งปริมาณความร้อนที่แตกต่างกัน

ความร้อนจำเพาะของฟิวชันคือปริมาณความร้อนที่ต้องให้สารที่เป็นผลึก 1 กิโลกรัมเพื่อให้กลายเป็นของเหลว ณ จุดหลอมเหลว ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความร้อนจำเพาะของฟิวชันคือ ความร้อนจำเพาะของการตกผลึก .

ความร้อนจำเพาะของฟิวชันจะแสดงด้วยตัวอักษร λ . หน่วยของความร้อนเฉพาะของฟิวชัน - [λ] = 1 เจ/กก.

ค่าความร้อนเฉพาะของการหลอมรวมของสารผลึกแสดงไว้ในตาราง ความร้อนจำเพาะของการหลอมอลูมิเนียมคือ 3.9 * 10 5 J / kg ซึ่งหมายความว่าสำหรับการหลอมอลูมิเนียม 1 กก. ที่อุณหภูมิหลอมเหลวจำเป็นต้องใช้ความร้อน 3.9 * 10 5 J การเพิ่มพลังงานภายในของอลูมิเนียม 1 กก. เท่ากับค่าเดียวกัน

เพื่อคำนวณปริมาณความร้อน ถามจำเป็นต้องละลายสารที่มีมวล มถ่ายที่จุดหลอมเหลวตามความร้อนจำเพาะของฟิวชัน λ คูณด้วยมวลของสาร: Q = แลม.

ใช้สูตรเดียวกันนี้เมื่อคำนวณปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการตกผลึกของของเหลว

พลังงานที่ร่างกายได้รับหรือสูญเสียระหว่างการถ่ายเทความร้อนเรียกว่า ปริมาณความอบอุ่นปริมาณความร้อนขึ้นอยู่กับมวลของร่างกาย ความแตกต่างของอุณหภูมิของร่างกาย และประเภทของสาร

[Q]=J หรือแคลอรี่

1 แคลคือปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำให้น้ำ 1 กรัมมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1°C

ความร้อนจำเพาะ- ปริมาณทางกายภาพเท่ากับปริมาณความร้อนที่ต้องถ่ายโอนไปยังวัตถุที่มีมวล 1 กิโลกรัมเพื่อให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 1 ° C

[C] \u003d J / kg เกี่ยวกับ C

ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4200 J / kg o C ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้ความร้อนแก่น้ำ 1 กิโลกรัมที่ 1 o C จะต้องใช้ความร้อน 4200 J

ความจุความร้อนจำเพาะของสารในสถานะการรวมตัวต่างกันจะแตกต่างกัน ดังนั้น ความจุความร้อนของน้ำแข็งคือ 2100 J/kg o C ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำจึงใหญ่ที่สุด ในเรื่องนี้ น้ำในทะเลและมหาสมุทรร้อนขึ้นในฤดูร้อน ดูดซับความร้อนจำนวนมาก ในฤดูหนาว น้ำจะเย็นลงและให้ความร้อนจำนวนมาก ดังนั้นในพื้นที่ที่ตั้งอยู่ใกล้แหล่งน้ำจึงไม่ร้อนจัดในฤดูร้อนและหนาวจัดในฤดูหนาว เนื่องจากความจุความร้อนสูง น้ำจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมและในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น ในระบบทำความร้อนของโรงเรือน เมื่อทำการทำความเย็นชิ้นส่วนระหว่างการประมวลผลบนเครื่องมือกล ยารักษาโรค (เครื่องทำความร้อน) เป็นต้น

เมื่ออุณหภูมิของของแข็งและของเหลวเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์ของอนุภาคจะเพิ่มขึ้น: พวกมันเริ่มสั่นด้วยความเร็วที่สูงขึ้น ที่อุณหภูมิหนึ่งซึ่งค่อนข้างแน่นอนสำหรับสสารหนึ่งๆ แรงดึงดูดระหว่างอนุภาคไม่สามารถเก็บไว้ที่โหนดของตาข่ายผลึกได้อีกต่อไป (คำสั่งระยะยาวกลายเป็นคำสั่งระยะสั้น) และคริสตัลเริ่มละลายนั่นคือ สสารเริ่มเหลว

ละลาย – กระบวนการเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งเป็นของเหลว

การชุบแข็ง (การตกผลึก)– กระบวนการเปลี่ยนสถานะของสารจากของเหลวเป็นของแข็ง

ในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว อุณหภูมิของผลึกจะคงที่ อุณหภูมินี้เรียกว่า จุดหลอมเหลว. สารแต่ละชนิดมีจุดหลอมเหลวของตัวเอง ค้นหาตามตาราง

ความคงที่ของอุณหภูมิระหว่างการหลอมมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง เนื่องจากช่วยให้สอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์ สร้างฟิวส์และไฟแสดงสถานะที่หลอมละลายที่อุณหภูมิที่กำหนดอย่างเคร่งครัด การรู้จุดหลอมเหลวของสารต่าง ๆ ก็มีความสำคัญเช่นกันจากมุมมองในชีวิตประจำวัน มิฉะนั้นใครจะรับประกันได้ว่าหม้อหรือกระทะนี้จะไม่ละลายในกองไฟของเตาแก๊ส

จุดหลอมเหลวและอุณหภูมิการแข็งตัวเท่ากับเป็นคุณลักษณะเฉพาะของสาร ปรอทละลายและแข็งตัวที่อุณหภูมิ -39 o C ดังนั้นจึงไม่ใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทใน Far North แทนที่จะใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทในละติจูดเหล่านี้ จะใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบแอลกอฮอล์ (-114 o C) โลหะทนไฟที่สุดคือทังสเตน (3420 o C)

ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการละลายสารถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่ m คือมวลของสาร คือความร้อนจำเพาะของฟิวชัน

ญ/กก

ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน -ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการละลายสาร 1 กิโลกรัม ณ จุดหลอมเหลว แต่ละสารมีของตัวเอง พบได้ในตาราง

จุดหลอมเหลวของสารขึ้นอยู่กับความดัน สำหรับสารที่มีปริมาตรเพิ่มขึ้นเมื่อหลอมเหลว ความดันที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มจุดหลอมเหลวและในทางกลับกัน ที่น้ำ ปริมาตรจะลดลงระหว่างการละลาย และเมื่อความดันเพิ่มขึ้น น้ำแข็งจะละลายที่อุณหภูมิต่ำลง

ตั๋วหมายเลข 14

ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง:

1. คำถาม»มาตรการที่ไม่ใช่ภาษีเชิงปริมาณในการจำกัดการส่งออกหรือนำเข้าสินค้าตามจำนวนหรือจำนวนที่กำหนดในช่วงเวลาหนึ่ง
2. คุณรู้หรือไม่ว่าปริมาณของสสารในอะตอมมีความสัมพันธ์กับปริมาตรของอะตอมเองอย่างไร?
3. B. ความจริงที่ว่าเภสัชกรระบุชื่อส่วนประกอบแรกในใบสั่งยา และเภสัชกรจากหน่วยความจำจะระบุชื่อส่วนผสมทั้งหมดที่เขาได้รับและปริมาณ