Điểm nóng chảy được biểu thị bằng một chữ cái. Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch

Sự nóng chảy là sự chuyển đổi của một cơ thể từ chất rắn kết tinh sang trạng thái lỏng. Sự nóng chảy xảy ra với sự hấp thụ nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp và là quá trình chuyển pha bậc một.

Khả năng nóng chảy đề cập đến các tính chất vật lý của một chất.

Ở áp suất bình thường, vonfram có điểm nóng chảy cao nhất trong số các kim loại (3422 ° C), các chất đơn giản nói chung - carbon (theo nhiều nguồn khác nhau 3500 - 4500 ° C) và trong số các chất tùy ý - cacbua hafnium HfC (3890 ° C). Chúng ta có thể giả định rằng helium có điểm nóng chảy thấp nhất: ở áp suất bình thường, nó ở dạng lỏng ở nhiệt độ thấp tùy ý.

Nhiều chất ở áp suất bình thường không có pha lỏng. Khi được làm nóng, chúng ngay lập tức chuyển sang trạng thái khí bằng cách thăng hoa.

Hình 9 - Băng tan

Kết tinh là quá trình chuyển pha của một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái kết tinh rắn với sự hình thành các tinh thể.

Pha là một phần đồng nhất của hệ thống nhiệt động được ngăn cách với các phần khác của hệ thống (các pha khác) bởi một mặt phân cách, khi đi qua đó thành phần hóa học, cấu trúc và tính chất của chất thay đổi đột ngột.

Hình 10 - Sự kết tinh của nước với sự hình thành băng

Kết tinh là quá trình tách pha rắn ở dạng tinh thể ra khỏi dung dịch hoặc chất nóng chảy, trong công nghiệp hóa chất, quá trình kết tinh được sử dụng để thu được các chất ở dạng tinh khiết.

Quá trình kết tinh bắt đầu khi đạt đến một điều kiện giới hạn nhất định, ví dụ, quá trình siêu lạnh của chất lỏng hoặc quá trình siêu bão hòa của hơi, khi nhiều tinh thể nhỏ xuất hiện gần như ngay lập tức - các trung tâm kết tinh. Tinh thể phát triển bằng cách gắn các nguyên tử hoặc phân tử từ chất lỏng hoặc hơi. Sự phát triển của các mặt tinh thể xảy ra từng lớp, các cạnh của các lớp (bậc) nguyên tử không hoàn chỉnh di chuyển dọc theo mặt trong quá trình phát triển. Sự phụ thuộc của tốc độ tăng trưởng vào các điều kiện kết tinh dẫn đến nhiều dạng tăng trưởng và cấu trúc tinh thể (đa diện, dạng phiến, hình kim, dạng xương, đuôi gai và các dạng khác, cấu trúc bút chì, v.v.). Trong quá trình kết tinh, các khuyết tật khác nhau chắc chắn sẽ phát sinh.

Số lượng trung tâm kết tinh và tốc độ tăng trưởng bị ảnh hưởng đáng kể bởi mức độ siêu lạnh.

Mức độ siêu lạnh là mức độ làm mát của kim loại lỏng dưới nhiệt độ chuyển đổi của nó thành dạng tinh thể (rắn) biến đổi. Nó là cần thiết để bù năng lượng của nhiệt kết tinh tiềm ẩn. Kết tinh sơ cấp là sự hình thành các tinh thể trong kim loại (và hợp kim) trong quá trình chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn.

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp (cũng: entanpy của phản ứng tổng hợp; cũng có một khái niệm tương đương về nhiệt dung riêng của quá trình kết tinh) là lượng nhiệt phải truyền cho một đơn vị khối lượng của chất kết tinh trong một quá trình đẳng áp-đẳng nhiệt cân bằng theo thứ tự để chuyển nó từ trạng thái rắn (tinh thể) sang chất lỏng (cùng một lượng nhiệt được giải phóng trong quá trình kết tinh một chất).

Lượng nhiệt trong quá trình nóng chảy hoặc kết tinh: Q=ml

Bốc hơi và sôi. Nhiệt hóa hơi riêng

Sự bay hơi là quá trình chuyển một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái khí (hơi nước). Quá trình bay hơi là quá trình ngược lại với quá trình ngưng tụ (sự chuyển từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng. Sự bay hơi (hóa hơi) là sự chuyển một chất từ ​​thể ngưng tụ (rắn hoặc lỏng) sang thể khí (hơi nước); pha bậc một chuyển tiếp.

Có một khái niệm chi tiết hơn về sự bay hơi trong vật lý cao hơn

Sự bay hơi là quá trình trong đó các hạt (phân tử, nguyên tử) bay ra (xé ra) khỏi bề mặt chất lỏng hoặc chất rắn, trong khi Ek > Ep.

Hình 11 - Sự bay hơi trên cốc trà

Nhiệt dung riêng của hóa hơi (hóa hơi) (L) là đại lượng vật lý biểu thị lượng nhiệt phải truyền cho 1 kg chất được lấy ở điểm sôi để chuyển chất đó từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí. Nhiệt hóa hơi riêng được đo bằng J/kg.

Đun sôi là quá trình hóa hơi trong chất lỏng (sự chuyển một chất từ ​​thể lỏng sang thể khí), với sự xuất hiện của các ranh giới phân chia pha. Điểm sôi ở áp suất khí quyển thường được coi là một trong những đặc điểm hóa lý chính của một chất tinh khiết về mặt hóa học.

Đun sôi là một quá trình chuyển đổi giai đoạn đầu tiên. Sự sôi xảy ra mạnh hơn nhiều so với sự bay hơi khỏi bề mặt, do sự hình thành các tâm bay hơi, do cả điểm sôi đạt được và sự hiện diện của tạp chất.

Quá trình hình thành bong bóng có thể bị ảnh hưởng bởi áp suất, sóng âm thanh, quá trình ion hóa. Đặc biệt, buồng bong bóng hoạt động dựa trên nguyên tắc làm sôi các thể tích vi thể lỏng từ quá trình ion hóa trong quá trình đi qua của các hạt tích điện.

Hình 12 - Đun sôi nước

Lượng nhiệt trong quá trình sôi, bay hơi lỏng và ngưng tụ hơi: Q=mL

Năng lượng mà vật thu được hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt lượng. Được ký hiệu bằng chữ Q và được đo bằng joules (J).

Lượng nhiệt cần thiết để làm nóng cơ thể (hoặc được giải phóng khi nó nguội đi),
phụ thuộc vào loại chất cấu tạo nên nó, vào khối lượng của vật thể này và vào sự thay đổi nhiệt độ của nó.

Để tính lượng nhiệt cần thiết để làm nóng cơ thể hoặc do cơ thể giải phóng trong quá trình làm mát, bạn cần nhân nhiệt dung riêng của chất với khối lượng của cơ thể và chênh lệch giữa nhiệt độ cao hơn và thấp hơn.

Trong đó c là nhiệt dung riêng của một chất đã cho, m là khối lượng của nó, t 1 là nhiệt độ ban đầu của vật, t 2 là nhiệt độ cuối cùng của nó.

Đại lượng vật lý cho biết lượng nhiệt cần thiết để thay đổi nhiệt độ của một vật từ một chất nhất định có trọng lượng 1 kg lên 1 ° C được gọi là nhiệt dung riêng. Nó được đo bằng J / (kg ºС).

Theo quy luật, kim loại có nhiệt dung riêng thấp, vì vậy chúng nóng lên nhanh chóng và nguội đi nhanh chóng.

Sự chuyển một chất từ ​​thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Nhiệt độ nóng chảy của một chất gọi là nhiệt độ nóng chảy của chất đó. Sự chuyển một chất từ ​​thể lỏng sang thể rắn được gọi là sự hóa rắn hay sự kết tinh. Nhiệt độ tại đó một chất hóa rắn (kết tinh) được gọi là nhiệt độ đông đặc hoặc nhiệt độ kết tinh. Các chất đông đặc ở cùng nhiệt độ mà chúng nóng chảy. Nhiệt độ nóng chảy và kết tinh phụ thuộc vào áp suất khí quyển: áp suất càng cao thì nhiệt độ nóng chảy càng cao. Do đó, trong bảng, các giá trị điểm nóng chảy được trình bày ở áp suất khí quyển bình thường.

Đại lượng vật lý cho biết lượng nhiệt phải truyền vào một vật thể kết tinh nặng 1 kg để chuyển hoàn toàn nó sang trạng thái lỏng ở điểm nóng chảy được gọi là nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp. Nó được ký hiệu bằng chữ λ và được đo bằng J/kg.

Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy một chất có khối lượng m, lấy ở điểm nóng chảy, được tính theo công thức: Q=λ·m.

Để tính lượng nhiệt trong các quá trình này, giá trị của các đại lượng cụ thể được đưa ra trong các bảng.

Quá trình nóng chảy luôn diễn ra với sự hấp thụ năng lượng, quá trình ngược lại xảy ra với sự giải phóng năng lượng. Trong trường hợp này, do nhiệt độ không đổi trong quá trình nóng chảy nên động năng trung bình của chuyển động hỗn loạn của các phân tử không thay đổi, nhưng thế năng tương tác của chúng thay đổi.

tương tác phân tử.

Trong một bình nóng lên, cả nước đá và nước đều có mặt đồng thời - hai trạng thái tổng hợp của cùng một chất, cho đến khi toàn bộ nước đá tan chảy. Tiếp theo, nước thu được được đun nóng. Vì nhiệt dung riêng của nước lớn hơn nhiệt dung riêng của nước đá nên nước nóng lên chậm hơn, hệ số góc của đường nhỏ hơn.

Trong bài học này chúng ta sẽ nghiên cứu khái niệm “nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp”. Giá trị này đặc trưng cho lượng nhiệt phải truyền cho 1 kg chất ở điểm nóng chảy để chất đó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng (hoặc ngược lại).

Chúng ta sẽ nghiên cứu công thức tìm nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy (hoặc tỏa ra trong quá trình kết tinh) một chất.

Chủ đề: Các trạng thái tổng hợp của vật chất

Bài: Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch

Bài học này dành cho đặc điểm chính của sự nóng chảy (kết tinh) của một chất - nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp.

Trong bài học trước, chúng ta đã đề cập đến câu hỏi: nội năng của một vật thay đổi như thế nào khi nóng chảy?

Chúng tôi thấy rằng khi nhiệt được cung cấp, nội năng của cơ thể tăng lên. Đồng thời, chúng ta biết rằng năng lượng bên trong của một cơ thể có thể được đặc trưng bởi một khái niệm như nhiệt độ. Như chúng ta đã biết, trong quá trình nóng chảy, nhiệt độ không thay đổi. Do đó, có thể nảy sinh nghi ngờ rằng chúng ta đang đối phó với một nghịch lý: năng lượng bên trong tăng lên, nhưng nhiệt độ không thay đổi.

Lời giải thích cho thực tế này khá đơn giản: tất cả năng lượng được dành cho việc phá hủy mạng tinh thể. Tương tự, trong quá trình ngược lại: trong quá trình kết tinh, các phân tử của một chất được kết hợp thành một hệ thống duy nhất, trong khi năng lượng dư thừa được tỏa ra và hấp thụ bởi môi trường bên ngoài.

Kết quả của nhiều thí nghiệm khác nhau, có thể xác định rằng đối với cùng một chất, cần có một lượng nhiệt khác nhau để chuyển chất đó từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Sau đó, người ta quyết định so sánh những lượng nhiệt này với cùng một khối lượng vật chất. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của một đặc tính như nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp.

Sự định nghĩa

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch- lượng nhiệt phải truyền cho 1 kg chất được nung nóng đến điểm nóng chảy để chuyển chất đó từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Giá trị tương tự được giải phóng trong quá trình kết tinh 1 kg chất.

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp được biểu thị (chữ Hy Lạp, đọc là "lambda" hoặc "lambda").

Các đơn vị: . Trong trường hợp này, không có nhiệt độ trong chiều, vì nhiệt độ không thay đổi trong quá trình nóng chảy (kết tinh).

Để tính lượng nhiệt cần thiết để làm tan chảy một chất, công thức được sử dụng:

Lượng nhiệt (J);

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp (được tìm kiếm trong bảng;

Khối lượng của chất.

Khi cơ thể kết tinh, nó được viết bằng dấu “-”, vì nhiệt được giải phóng.

Một ví dụ là nhiệt dung riêng của sự tan băng:

. Hay nhiệt dung riêng của sắt nóng chảy:

.

Không có gì đáng ngạc nhiên khi nhiệt dung riêng của sự tan băng lớn hơn nhiệt dung riêng của sắt nóng chảy. Lượng nhiệt mà một chất cụ thể cần để nóng chảy phụ thuộc vào đặc tính của chất đó, cụ thể là năng lượng liên kết giữa các phân tử của chất này.

Trong bài học này, chúng ta đã xem xét khái niệm nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp.

Trong bài tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu cách giải các bài toán về sự nóng chảy và nóng chảy của các vật thể kết tinh.

Thư mục

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Vật lý 8 / Ed. Orlova V.A., Roizena II - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A. V. Vật lý 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Vật lý 8. - M.: Giáo dục.

1. Vật lý, cơ học, v.v. ().
2. Vật lý tuyệt vời ().
3. Cổng Internet Kaf-fiz-1586.narod.ru ().

Bài tập về nhà

Sự chuyển một chất từ ​​trạng thái kết tinh rắn sang trạng thái lỏng gọi là tan chảy. Để làm tan chảy một vật thể kết tinh rắn, nó phải được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định, tức là phải cung cấp nhiệt.Nhiệt độ nóng chảy của một chất gọi làđiểm nóng chảy của chất.

Quá trình ngược lại - sự chuyển đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn - xảy ra khi nhiệt độ giảm xuống, tức là nhiệt được loại bỏ. Sự chuyển một chất từ ​​thể lỏng sang thể rắn gọi làcứng lại , hoặc là pha lêly giải . Nhiệt độ tại đó một chất kết tinh được gọi lànhiệt độ tinh thểlời đề nghị .

Kinh nghiệm cho thấy chất nào cũng kết tinh và nóng chảy ở cùng một nhiệt độ.

Hình vẽ biểu thị sự phụ thuộc của nhiệt độ của vật thể kết tinh (nước đá) vào thời gian nung nóng (từ điểm VÀđến điểm Đ) và thời gian làm mát (từ điểm Dđến điểm K). Nó hiển thị thời gian trên trục hoành và nhiệt độ trên trục tung.

Từ biểu đồ có thể thấy rằng quá trình quan sát bắt đầu từ thời điểm nhiệt độ của băng là -40 ° C, hay như người ta nói, nhiệt độ tại thời điểm ban đầu tsớm= -40 °С (điểm VÀ trên biểu đồ). Với sự gia nhiệt thêm, nhiệt độ của băng tăng lên (trên biểu đồ, đây là diện tích AB). Nhiệt độ tăng lên 0 °C, điểm nóng chảy của băng. Ở 0°C, băng bắt đầu tan chảy và nhiệt độ của nó ngừng tăng. Trong toàn bộ thời gian tan chảy (tức là cho đến khi toàn bộ băng tan chảy), nhiệt độ của băng không thay đổi, mặc dù đầu đốt tiếp tục cháy và do đó nhiệt được cung cấp. Quá trình nóng chảy ứng với tiết diện ngang của đồ thị Mặt trời . Chỉ sau khi tất cả băng đã tan chảy và biến thành nước, nhiệt độ mới bắt đầu tăng trở lại (phần đĩa CD). Sau khi nhiệt độ nước đạt +40 ° C, đầu đốt được dập tắt và nước bắt đầu nguội đi, tức là nhiệt được loại bỏ (đối với điều này, một bình có nước có thể được đặt trong một bình khác lớn hơn có đá). Nhiệt độ nước bắt đầu giảm xuống (phần DE). Khi nhiệt độ đạt đến 0 ° C, nhiệt độ của nước ngừng giảm, mặc dù thực tế là nhiệt vẫn bị loại bỏ. Đây là quá trình kết tinh của nước - sự hình thành băng (mặt cắt ngang EF). Nhiệt độ sẽ không thay đổi cho đến khi toàn bộ nước đóng băng. Chỉ sau đó, nhiệt độ của băng mới bắt đầu giảm (phần FK).

Quan điểm của biểu đồ được xem xét được giải thích như sau. vị trí trên AB do đầu vào nhiệt, động năng trung bình của các phân tử băng tăng lên và nhiệt độ của nó tăng lên. vị trí trên Mặt trời tất cả năng lượng nhận được bởi nội dung của bình được dành cho việc phá hủy mạng tinh thể băng: sự sắp xếp không gian có trật tự của các phân tử của nó được thay thế bằng sự mất trật tự, khoảng cách giữa các phân tử thay đổi, tức là các phân tử được sắp xếp lại theo cách mà chất trở thành chất lỏng. Động năng trung bình của các phân tử không thay đổi nên nhiệt độ không đổi. Sự gia tăng hơn nữa nhiệt độ của nước đá nóng chảy (trong khu vực đĩa CD) có nghĩa là sự gia tăng động năng của các phân tử nước do nhiệt do đầu đốt cung cấp.

Khi làm lạnh nước (phần DE) một phần năng lượng bị lấy đi, các phân tử nước chuyển động với tốc độ thấp hơn, động năng trung bình của chúng giảm xuống - nhiệt độ giảm, nước nguội đi. Ở 0°C (phần nằm ngang EF) các phân tử bắt đầu sắp xếp theo một trật tự nhất định, tạo thành mạng tinh thể. Cho đến khi quá trình này hoàn thành, nhiệt độ của chất sẽ không thay đổi, mặc dù đã loại bỏ nhiệt, điều đó có nghĩa là khi hóa rắn, chất lỏng (nước) giải phóng năng lượng. Đây chính xác là năng lượng mà băng hấp thụ, biến thành chất lỏng (phần Mặt trời). Nội năng của chất lỏng lớn hơn nội năng của chất rắn. Trong quá trình nóng chảy (và kết tinh), năng lượng bên trong cơ thể thay đổi đột ngột.

Kim loại nóng chảy ở nhiệt độ trên 1650 ºС được gọi là vật liệu chịu lửa(titan, crom, molypden, v.v.). Vonfram có điểm nóng chảy cao nhất trong số đó - khoảng 3400 ° C. Kim loại chịu lửa và các hợp chất của chúng được sử dụng làm vật liệu chịu nhiệt trong chế tạo máy bay, tên lửa và công nghệ vũ trụ cũng như năng lượng hạt nhân.

Chúng tôi nhấn mạnh một lần nữa rằng trong quá trình nóng chảy, chất này hấp thụ năng lượng. Trong quá trình kết tinh, ngược lại, nó đưa nó ra môi trường. Nhận một lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình kết tinh, môi chất nóng lên. Điều này được nhiều loài chim biết đến. Không có gì ngạc nhiên khi chúng có thể được nhìn thấy vào mùa đông trong thời tiết băng giá ngồi trên băng bao phủ sông hồ. Do sự giải phóng năng lượng trong quá trình hình thành băng, không khí phía trên nó ấm hơn vài độ so với trong rừng trên cây và các loài chim tận dụng điều này.

Sự nóng chảy của các chất vô định hình.

Sự hiện diện của một số Điểm nóng chảy là một đặc điểm quan trọng của các chất kết tinh. Trên cơ sở này, chúng có thể dễ dàng phân biệt với các vật thể vô định hình, cũng được phân loại là chất rắn. Chúng bao gồm, đặc biệt là thủy tinh, nhựa rất nhớt và nhựa.

chất vô định hình(không giống như tinh thể) không có điểm nóng chảy cụ thể - chúng không tan chảy mà mềm ra. Ví dụ, khi được nung nóng, một mảnh thủy tinh đầu tiên trở nên mềm từ cứng, nó có thể dễ dàng uốn cong hoặc kéo dài; ở nhiệt độ cao hơn, mảnh bắt đầu thay đổi hình dạng dưới tác động của lực hấp dẫn của chính nó. Khi nó nóng lên, khối nhớt dày có hình dạng của chiếc bình mà nó nằm trong đó. Khối này lúc đầu đặc, giống như mật ong, sau đó giống như kem chua, và cuối cùng, nó gần như trở thành chất lỏng có độ nhớt thấp như nước. Tuy nhiên, không thể chỉ ra nhiệt độ cụ thể cho quá trình chuyển chất rắn sang chất lỏng ở đây, vì nó không tồn tại.

Lý do cho điều này nằm ở sự khác biệt cơ bản giữa cấu trúc của các vật thể vô định hình và cấu trúc của các vật thể kết tinh. Các nguyên tử trong thể vô định hình được sắp xếp ngẫu nhiên. Cơ thể vô định hình trong cấu trúc của chúng giống như chất lỏng. Trong thủy tinh rắn, các nguyên tử được sắp xếp ngẫu nhiên. Điều này có nghĩa là sự gia tăng nhiệt độ của thủy tinh chỉ làm tăng phạm vi dao động của các phân tử của nó, khiến chúng dần dần tự do chuyển động hơn. Do đó, thủy tinh mềm dần và không thể hiện đặc tính chuyển tiếp "rắn-lỏng" sắc nét của quá trình chuyển đổi từ sự sắp xếp các phân tử theo một trật tự nghiêm ngặt sang sự mất trật tự.

Nhiệt nóng chảy.

nhiệt nóng chảy- đây là lượng nhiệt phải truyền cho một chất ở áp suất không đổi và nhiệt độ không đổi bằng điểm nóng chảy để chuyển hoàn toàn chất đó từ trạng thái kết tinh rắn sang trạng thái lỏng. Nhiệt nóng chảy bằng nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình kết tinh một chất từ ​​trạng thái lỏng. Trong quá trình nóng chảy, tất cả nhiệt lượng cung cấp cho chất này sẽ làm tăng thế năng của các phân tử của nó. Động năng không thay đổi vì sự nóng chảy xảy ra ở nhiệt độ không đổi.

Nghiên cứu thực nghiệm sự nóng chảy của các chất khác nhau có cùng khối lượng, người ta có thể nhận thấy rằng cần có những lượng nhiệt khác nhau để biến chúng thành chất lỏng. Ví dụ, để làm tan chảy một kg băng, bạn cần tiêu tốn 332 J năng lượng và để làm tan chảy 1 kg chì - 25 kJ.

Lượng nhiệt do cơ thể thải ra được coi là âm. Vì vậy, khi tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình kết tinh một chất có khối lượng tôi, bạn nên sử dụng công thức tương tự, nhưng có dấu trừ:

Nhiệt do cháy.

Nhiệt do cháy(hoặc là nhiệt trị, calo) là lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu.

Để làm nóng cơ thể, năng lượng được giải phóng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu thường được sử dụng. Nhiên liệu thông thường (than, dầu, xăng) có chứa carbon. Trong quá trình đốt cháy, các nguyên tử carbon kết hợp với các nguyên tử oxy trong không khí, dẫn đến sự hình thành các phân tử carbon dioxide. Động năng của các phân tử này hóa ra lớn hơn động năng của các hạt ban đầu. Sự tăng động năng của các phân tử trong quá trình cháy gọi là sự giải phóng năng lượng. Năng lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu chính là nhiệt lượng đốt cháy nhiên liệu này.

Nhiệt đốt cháy nhiên liệu phụ thuộc vào loại nhiên liệu và khối lượng của nó. Khối lượng của nhiên liệu càng lớn thì lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn của nó càng lớn.

Đại lượng vật lý cho biết lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu có khối lượng 1 kg được gọi là nhiệt dung riêng của quá trình đốt cháy nhiên liệu.Nhiệt dung riêng của sự cháy được kí hiệu bằng chữqvà được đo bằng joules trên kilogam (J/kg).

Lượng nhiệt Hỏi giải phóng trong quá trình đốt cháy tôi kg nhiên liệu được xác định theo công thức:

Để tìm lượng nhiệt giải phóng trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu có khối lượng tùy ý, cần nhân nhiệt lượng đốt cháy riêng của nhiên liệu này với khối lượng của nó.

Chúng ta đã thấy rằng một bình nước đá và nước được đưa vào một căn phòng ấm áp không nóng lên cho đến khi tất cả băng tan hết. đồng thời thu được nước từ nước đá ở cùng nhiệt độ. Tại thời điểm này, nhiệt truyền đến hỗn hợp nước đá và do đó, năng lượng bên trong của hỗn hợp này tăng lên. Từ đó, chúng ta phải kết luận rằng năng lượng bên trong của nước lớn hơn năng lượng bên trong của nước đá ở cùng nhiệt độ. Vì động năng của các phân tử, nước và nước đá tại là như nhau nên độ tăng nội năng trong quá trình nóng chảy là độ tăng thế năng của các phân tử.

Kinh nghiệm cho thấy rằng những gì đã nói là đúng cho tất cả các tinh thể. Khi một tinh thể tan chảy, cần phải liên tục tăng năng lượng bên trong của hệ thống, trong khi nhiệt độ của tinh thể và sự tan chảy không thay đổi. Thông thường, sự gia tăng năng lượng bên trong xảy ra khi một lượng nhiệt nhất định được truyền vào tinh thể. Mục tiêu tương tự có thể đạt được bằng cách thực hiện công việc, ví dụ bằng ma sát. Vậy nội năng của chất nóng chảy bao giờ cũng lớn hơn nội năng của các tinh thể cùng khối lượng ở cùng nhiệt độ. Điều này có nghĩa là sự sắp xếp có trật tự của các hạt (ở trạng thái tinh thể) tương ứng với năng lượng thấp hơn so với sự sắp xếp mất trật tự (ở trạng thái tan chảy).

Nhiệt lượng cần thiết để truyền một đơn vị khối lượng của tinh thể thành một chất nóng chảy có cùng nhiệt độ gọi là nhiệt dung riêng của tinh thể. Nó được biểu thị bằng joules trên kilogam.

Khi một chất rắn lại, nhiệt của phản ứng tổng hợp được giải phóng và truyền sang các vật thể xung quanh.

Xác định nhiệt dung riêng của sự nóng chảy của các vật thể chịu lửa (các vật thể có nhiệt độ nóng chảy cao) không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Nhiệt dung riêng của sự nóng chảy của một tinh thể nóng chảy thấp như nước đá có thể được xác định bằng nhiệt lượng kế. Đổ vào nhiệt lượng kế một lượng nước nhất định có nhiệt độ nhất định và ném vào đó một khối băng đã biết đã bắt đầu tan chảy, tức là có nhiệt độ, chúng ta đợi cho đến khi toàn bộ khối băng tan hết và nhiệt độ của khối nước trong nhiệt lượng kế lấy một giá trị không đổi. Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng, chúng ta sẽ lập phương trình cân bằng nhiệt (§ 209), cho phép chúng ta xác định nhiệt dung riêng của quá trình tan băng.

Đặt khối lượng của nước (bao gồm cả đương lượng nước của nhiệt lượng kế) bằng khối lượng của nước đá - , nhiệt dung riêng của nước - , nhiệt độ ban đầu của nước - , cuối cùng - , nhiệt dung riêng của nước đá đang tan chảy - . Phương trình cân bằng nhiệt có dạng

.

Trong bảng. 16 cho biết giá trị nhiệt dung riêng của một số chất. Đáng chú ý là nhiệt độ cao của băng tan. Hoàn cảnh này rất quan trọng, vì nó làm chậm quá trình tan băng trong tự nhiên. Nếu nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp thấp hơn nhiều, lũ mùa xuân sẽ mạnh hơn nhiều lần. Biết nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp, chúng ta có thể tính toán lượng nhiệt cần thiết để làm tan chảy bất kỳ cơ thể nào. Nếu cơ thể đã được làm nóng đến điểm nóng chảy, thì nhiệt phải được tiêu hao chỉ để làm tan chảy nó. Nếu nó có nhiệt độ dưới điểm nóng chảy, thì cần phải tiêu tốn nhiệt để sưởi ấm.

Bảng 16

Vật chất		Vật chất