Удельная теплота плавления

Слайд 1. Удельная теплота плавления

Физика, 8 класс: почему лёд тает не сразу и сколько энергии на это нужно

Слайд 2. Что происходит при плавлении?

Плавление — это переход вещества из твёрдого состояния в жидкое. Чтобы разрушить прочные связи в кристаллической решётке твёрдого тела, частицам нужно сообщить дополнительную энергию. Пока всё вещество не расплавится, его температура оставаться неизменной, даже если мы продолжаем нагрев.

Слайд 3. Определение величины

Удельная теплота плавления — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления, чтобы полностью перевести его в жидкое состояние.

Обозначается греческой буквой $\lambda$ (лямбда).

Единица измерения в СИ: $[\text{Дж/кг}]$.

Каждое вещество имеет своё уникальное значение $\lambda$, которое находят по таблицам.

Слайд 4. Расчёт количества теплоты

$Q=\lambda \cdot m$

Где:

$Q$ — количество теплоты (Дж);

$\lambda$ — удельная теплота плавления (Дж/кг);

$m$ — масса вещества (кг).

Чтобы найти общую энергию для плавления тела, нужно просто умножить его массу на табличное значение удельной теплоты плавления. Важно: тело уже должно быть нагрето до температуры плавления!

Слайд 5. График процесса плавления

Слайд 6. Физический смысл $\lambda$

Если мы говорим, что для льда $\lambda =3,4\cdot 10^5$ Дж/кг, это означает: чтобы превратить 1 кг льда при $0^{\circ }C$ в воду той же температуры, нужно затратить 340 000 Джоулей энергии. Эта энергия не тратится на скорость движения молекул (температуру), а расходуется на превращение «порядка» кристаллической решётки в «хаос» жидкости.

Слайд 7. Сравнение веществ

Лёд: $\lambda \approx 340$ кДж/кг. Требует много энергии для таяния, поэтому снег весной тает долго.

Золото: $\lambda \approx 67$ кДж/кг. Несмотря на высокую температуру плавления, энергии на сам переход нужно меньше, чем льду.

Слайд 8. Таблица значений

Обратите внимание: свинец плавится легче алюминия не только из-за низкой температуры, но и из-за того, что его удельная теплота плавления почти в 15 раз меньше.

Слайд 9. Вопросы для обсуждения

1. Почему во время сильного снегопада становится теплее, а когда снег начинает таять — холоднее?

2. Что быстрее охладит напиток: 100 г воды при $0^{\circ }C$ или 100 г льда при той же температуре?

3. Можно ли расплавить свинец в алюминиевой кастрюле?

4. Куда исчезает энергия, которую мы передаем телу во время плавления?

Слайд 10. Главные выводы

Плавление происходит при постоянной температуре $T_{\text{пл}}$.

Количество теплоты для плавления зависит от массы и рода вещества: $Q=\lambda m$.

Удельная теплота плавления $\lambda$ измеряется в Дж/кг.

Энергия плавления тратится на разрушение кристаллической структуры вещества.

Процесс, обратный плавлению (кристаллизация), сопровождается выделением такого же количества теплоты.