Плавлення і кристалізація

  1. Плавлення і кристалізація Подробиці Опубліковано 06.11.2014 13:52 Переглядiв: 11218 Одне і те ж...
  2. кристалізація
  3. Графік зміни агрегатного стану речовини

Плавлення і кристалізація

Подробиці Опубліковано 06.11.2014 13:52 Переглядiв: 11218

Одне і те ж речовина за певних умов може перебувати в різних агрегатних станах - твердому, рідкому або газоподібному. При переході з одного стану в інший склад молекул цієї речовини не змінюється. Змінюється тільки їх розташування, характер теплового руху і сили міжмолекулярної впливу.

З твердого стану речовина перетворюється на ліквідність, а з рідкого в газоподібний. Такий перехід називають фазовим переходом.

плавлення

плавлення

При низьких температурах всі речовини замерзають і перетворюються в тверді тіла, атоми і молекули в яких упаковані так щільно, що сили їх взаємного тяжіння дозволяють їм здійснювати тільки коливальні рухи біля положення рівноваги. Тому при звичайних умовах тверді тіла зберігають об'єм і форму.

Процес переходу речовини з твердого стану в рідке називають плавленням. Це процес відбувається при підвищенні температури.

Навесні, коли пригріває сонечко, починають танути снігові замети. Дрібні кристали льоду, з яких складається сніг, перетворюються в воду. Але, не дивлячись на те, що повітря прогрівається, і його температура стає вище за нуль, температура талого снігу, і температура талої води залишаються рівними 00С до тих пір, поки сніг не розтане зовсім. Вся справа в тому, що плавлення відбувається поступово. Речовина при плавленні поглинає тепло, яке отримує ззовні, і деякий час одночасно знаходиться і в твердому, і в рідкому стані. І його температура не змінюється, поки все воно не розплавиться і не стане рідким.

Що відбувається при нагріванні твердого речовини? При підвищенні температури швидкість вагань частинок усередині речовини збільшується. Отже, збільшується і його внутрішня енергія. При певній температурі, яку називають температурою плавлення, кристалічна гратка твердого тіла починає руйнуватися. Молекули отримують більшу свободу. Вони можуть перескакувати і займати інші положення. Речовина перетворюється в рідину.

Щоб тверда речовина початок плавитися, його необхідно нагріти до температури плавлення. Коли воно розпочинає отримувати тепло ззовні, деякий час його температура буде зростати прямо пропорційно часу нагрівання. Так буде до тих пір, поки воно не почне плавитися. Але як тільки його температура стане рівною температурі плавлення, вона перестане змінюватися і буде постійною, поки все речовина не перетвориться в рідину. Після цього температура рідини знову почне підвищуватися.

Але якщо рідина перестане отримувати тепло, вона почне остигати. І як тільки її температура знизиться до значення, рівного температурі плавлення, починається процес кристалізації.

Кожна речовина має свою температуру плавлення. При нормальному тиску (760 мм рт.ст.) лід починає плавитися при 0оС. Найвищу температуру плавлення серед металів має вольфрам - 3422 ° C. Проста речовина вуглець плавиться при температурі 3500 - 4500 ° C. А температура плавлення спирту - мінус 114оС.

кристалізація

кристалізація

Коли температура рідини знижується, її молекули стають менш рухливими. А сили тяжіння, які утримують молекули в певному строгому порядку, характерному для твердого тіла, збільшуються.

Якщо рідка речовина охолодити до певної температури, то воно затвердіє. Процес фазового переходу з рідкого стану до твердого називається кристалізацією. На відміну від плавлення, коли речовина отримує тепло, при кристалізації воно його віддає, а його температура знижується.

Температура, при якій відбувається цей процес, називається температурою кристалізації. Для чистого речовини температура плавлення дорівнює температурі кристалізації.

Як і плавлення, кристалізація також відбувається поступово. Точно так же рідина і тверде речовина матимуть однакову температуру до тих пір, поки не затвердіє вся речовина.

Розплавлене паяльником рідке олово застигає і стає твердим, коду ми прибираємо паяльник. Розплавлений рідкий метал, розлитий в форми, твердне при зниженні температури.

Кристалізацію в природі ми спостерігаємо щороку, коли при низькій температурі замерзає вода у водоймах, на землю замість крапельок дощу падають сніжинки.

Графік зміни агрегатного стану речовини

Графік зміни агрегатного стану речовини

Процеси плавлення і кристалізації добре видно на графіку, що показує, як змінюється агрегатний стан речовини в залежності від температури.

Виміряємо температуру шматка льоду. Термометр показує 20оС. Покладемо лід у відро і занесемо в приміщення. Поступово він почне танути, а його температура - підвищуватися. Коли на термометрі буде 0оС, подальшого підвищення температури не відбудеться, поки не розтане весь лід. Коли ж він весь перетвориться в воду, вода у відрі почне нагріватися, поки не досягне кімнатної температури.

Винесемо відро з водою на мороз. Вода продовжить остигати. Коли її температура опуститься до 0 ° С, вона почне перетворюватися в лід. А температура не змінюватиметься, поки не затвердіє вся вода. І тільки після цього вона знову почне поступово знижуватися до значення, рівного температурі повітря.

За допомогою подібного графіка можна відобразити зміни агрегатного стану будь-якої речовини.

Що відбувається при нагріванні твердого речовини?