Miért az olvadási hőmérséklet nem változik

Mindannyian tudjuk, hogy az iskolai fizika persze, hogy a változás az anyag saját halmazállapotban a fázisátalakulás. Az anyag szilárd állapotban mehet közvetlenül a gáz. Például, amikor a hőmérséklet a szárazjég (szilárd szén-dioxid, CO2) emelkedik, úgy válik a gáz. Ezt a folyamatot nevezik szublimáció vagy szublimáció.

De a legtöbb más folyamatok zajlanak. Például, amikor a víz fagyott folyékony állapotból átmegy szilárd (kristályosító). Amikor a kövek megolvasztunk láva a szilárd anyagokat át egy folyadék (olvadás). Amikor a víz a kannában forrni kezd, ez lesz a cseppfolyós gáz (párolgás és forráspont). Bár a szóban forgó anyagot a összegezve az emberrablás és a további hőt egy új állam - folyékony, szilárd vagy gáznemű, nem változik a hőmérséklet. Miért történik ez?

A rövid válasz. Mivel az összes bejövő hőenergia pusztulásra kötések molekulák között az anyag (abban az esetben, olvadási - a megsemmisítése a kristályrács a főzésre -, hogy legyőzzük az erőket az intermolekuláris vonzás molekulák és repülni kívül a folyadék). Fordítva, ha a fordított fázisú átmenet (kondenzáció és kristályosítással) hőmérséklete nem csökken, mivel a képződés közötti kötések molekulák az anyag.

A részletes magyarázatot, hogy miért a hőmérséklet olvasztás során nem változik

Képzeld el, hogy nyugodtan inni limonádét (amely nagyjából azonos a hőkapacitása, mint egy közönséges víz). Ez limonádé úszó jégdarabok. A hőmérséklet ebben a fele limonádé, félig jég keveréket közel nulla fok Celsius. Amíg tartja a kezében a pohár, és figyeljük, hogy mi történik benne folyamat, a jég olvadni kezd, de nem a tartály tartalmát addig melegítjük, amíg a jég el nem olvad benne.

Kérdésre. Miért nem változtatja meg a hőmérsékletet az olvadási? Hőenergia származó a környezetet, a jég elolvad, melegítés nélkül a keverék egészére. Vajon ez az egyenlet kiszámításához hőmennyiség (ahol - a hőmennyiség - a minta tömege, - a hőmérséklet változása) haszontalan? Egyáltalán nem - ez csak azt jelenti, hogy nem kell alkalmazni a fázisátalakulás.

Az egyik lehet építeni egy grafikont a hőmérséklet az anyag a hőmennyiség továbbított. Például, ábrán. 1. ábra egy grafikon, a fázisátalakulások jég, vett a fagyasztóból. A telek megfelel a hő a jég része - olvadó jég telek -, hogy a képződött víz részét - forrásban lévő vízben telek - melegítés gőzzel kapunk.

Ábra. 1. Graph H2 0 fázisátalakulások.

Amint látható, a görbe általában nőtt, azaz a növekedés hőt vezet a hőmérséklet növekedésével. Azonban, a görbe vízszintesen futó a fázisátalakulások (hőmérsékleten, és), mivel az állapot változásának energiát igényel anyagot. Amint átállás befejeződött, a hőmérséklet emelkedni kezd újra.

Képzeljük el, hogy vettél egy zacskó jeget és tedd a tűzhelyen. Mielőtt ez volt a jég alatti hőmérsékleten a víz fagyáspontja, például -5 ° C-on De a lemez, elkezdett megváltozni. Míg a fázisátalakulás nem történik meg, a jég hőmérséklet növekszik lineárisan növekvő mennyiségű hőt Összefoglalva, ahol c = 2100 J / (kg⋅ ° C) - a fajlagos hőkapacitása jég.

Amikor a jég eléri hőmérsékleten t1 = 0 ° C, ez lesz túl meleg marad a szilárd állapotban, és olvadni kezd, a tesztelési fázisban átmenet (görbe vonalban a grafikon). Ez a folyamat - a megsemmisítés kristályrács jég - energiára van szüksége, amely generálja a hőforrás. Ezért az olvadáspontja nem változik.

Figyeli a táskát a tűzhely egy ideje, azt veszi észre, hogy az összes jég elolvadt végre. Mivel a lemez továbbra is termel hőenergiát, a hőmérséklet emelkedik. Végül úgy tűnik, a buborékok. „Ah - úgy gondolja - még egy fázis átmenet.” Igen, ez az. A víz felforrósodik, és a T2 hőmérséklet = 100 ° C-on forr. A táska tehát duzzadni kezd.

Mérni a víz hőmérsékletét. Meglepő módon, míg a víz forr, a hőmérséklet szintén nem változott. Ismét, a teljes átmenet - a folyadék gáz halmazállapotú - igényel bizonyos mennyiségű hőt.

Ami ezután történik, amikor a zacskót bővült elképzelhetetlen méretű? Jobb, ha nem, hogy ellenőrizze, mert a zacskó tört, és leforrázott forró gőz és forró vizet.