Nhiệt Dung Riêng Của Quá Trình Cháy Của Nước đá. Vật Lý Phân Tử

Năng lượng mà cơ thể thu được hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt được 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 tỏa ra khi cơ thể nguội đi), phụ thuộc vào loại chất mà nó được cấu tạo, vào khối lượng của cơ thể này và vào sự thay đổi nhiệt độ của nó.

Để tính nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng cơ thể hoặc tỏa ra trong quá trình làm mát, bạn cần nhân nhiệt dung riêng của chất với khối lượng của cơ thể và hiệu số giữa nhiệt độ cao hơn và thấp hơn của nó.

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

Đại lượng vật lý biểu thị nhiệt lượng cần thiết để thay đổi nhiệt độ của một vật từ một vật nặng 1 kg thêm 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 nên nóng lên nhanh chóng và nguội đi nhanh chóng.

Sự chuyển đổi của một chất từ ​​trạng thái rắn sang trạng thái lỏng được gọi là sự nóng chảy. Nhiệt độ mà một chất nóng chảy được gọi là nhiệt độ nóng chảy của chất đó. Sự chuyển đổi của một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái rắn được gọi là sự đông đặc hay sự kết tinh. Nhiệt độ tại đó một chất đông đặc (kết tinh) được gọi là nhiệt độ đông đặc hoặc 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 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 biểu thị một lượng nhiệt phải truyền vào một vật tinh thể nặng 1kg để chuyển hoàn toàn sang trạng thái lỏng ở nhiệt độ 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 nhiệt độ nóng chảy, được tính theo công thức: Q = λ · m.

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

Quá trình nóng chảy luôn tiến hành hấp thụ năng lượng, quá trình ngược lại xảy ra giải phóng năng lượng. Trong trường hợp này, vì 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 được nung nóng, cả nước và đá đều có mặt đồng thời - hai trạng thái tập hợp của cùng một chất, cho đến khi tất cả nước đá tan hết. 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 sức nhỏ hơn.

Trong phần trước, chúng ta đã xem xét đồ thị của sự nóng chảy và đông đặc của nước đá. Biểu đồ cho thấy rằng trong khi băng tan, nhiệt độ của nó không thay đổi (xem Hình 18). Và chỉ sau khi tất cả băng tan hết, nhiệt độ của chất lỏng tạo thành mới bắt đầu tăng lên. Nhưng xét cho cùng, ngay cả trong quá trình tan chảy, băng cũng nhận được năng lượng từ nhiên liệu đốt trong lò sưởi. Và theo định luật bảo toàn năng lượng, nó theo đó không thể biến mất. Năng lượng tiêu thụ của nhiên liệu trong quá trình nóng chảy là bao nhiêu?

Chúng ta biết rằng trong tinh thể các phân tử (hoặc nguyên tử) được sắp xếp theo một trật tự chặt chẽ. Tuy nhiên, ngay cả trong tinh thể chúng cũng đang chuyển động nhiệt (dao động). Khi đốt nóng cơ thể, tốc độ trung bình của các phân tử tăng lên. Do đó, động năng và nhiệt độ trung bình của chúng cũng tăng lên. Trên đồ thị, đây là đoạn AB (xem Hình 18). Kết quả là phạm vi dao động của phân tử (hoặc nguyên tử) tăng lên. Khi cơ thể bị nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy, trật tự sắp xếp của các hạt trong tinh thể sẽ bị vi phạm. Tinh thể mất hình dạng. Một chất nóng chảy, chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Do đó, tất cả năng lượng mà một thể tinh thể nhận được sau khi nó đã được nung nóng đến điểm nóng chảy sẽ được dành cho việc phá hủy tinh thể. Về vấn đề này, nhiệt độ cơ thể không còn tăng nữa. Trên đồ thị (xem Hình 18) đây là đoạn BC.

Thực nghiệm cho thấy để biến đổi các chất kết tinh có cùng khối lượng thành chất lỏng ở nhiệt độ nóng chảy thì cần một nhiệt lượng khác nhau.

Đại lượng vật lý biểu thị một lượng nhiệt phải truyền vào một vật tinh thể nặng 1kg để chuyển hoàn toàn sang trạng thái lỏng ở nhiệt độ nóng chảy được gọi là nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp.

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp được ký hiệu là λ (chữ cái Hy Lạp "lambda"). Đơn vị của nó là 1 J / kg.

Xác định nhiệt dung riêng của nhiệt hạch trong thí nghiệm. Như vậy, người ta nhận thấy nhiệt dung riêng khi nóng chảy của nước đá là 3,4 10 5 -. Điều này có nghĩa là để biến một cục nước đá nặng 1 kg, được lấy ở 0 ° C, thành nước có cùng nhiệt độ, cần năng lượng 3,4 10 5 J. Và để nung chảy một thanh chì nặng 1 kg, lấy ở nhiệt độ nóng chảy của nó thì cần năng lượng 2,5 10 4 J.

Do đó, ở nhiệt độ nóng chảy, nội năng của một chất ở trạng thái lỏng lớn hơn nội năng của cùng khối lượng chất đó ở trạng thái rắn.

Để tính nhiệt lượng Q cần thiết để làm nóng chảy một vật thể tinh thể khối lượng m, lấy ở nhiệt độ nóng chảy và áp suất khí quyển bình thường, nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp λ phải nhân với khối lượng của vật thể m:

Từ công thức này, có thể xác định rằng

λ = Q / m, m = Q / λ

Thực nghiệm cho thấy rằng trong quá trình đông đặc của một chất kết tinh có đúng một lượng nhiệt được tỏa ra trong quá trình nóng chảy. Vì vậy, trong quá trình đông đặc của nước nặng 1 kg ở nhiệt độ 0 ° C, người ta thoát ra một nhiệt lượng bằng 3,4 10 5 J. Cần một lượng nhiệt chính xác để làm tan nước đá nặng 1 kg ở nhiệt độ của 0 ° C.

Khi một chất đông đặc, mọi thứ xảy ra theo thứ tự ngược lại. Tốc độ, và do đó động năng trung bình của các phân tử trong một chất nóng chảy được làm nguội, giảm. Lực hút bây giờ có thể giữ cho các phân tử chuyển động chậm lại gần nhau. Kết quả là, sự sắp xếp của các hạt trở nên có trật tự - một tinh thể được hình thành. Năng lượng giải phóng trong quá trình kết tinh được sử dụng để duy trì nhiệt độ không đổi. Trên đồ thị, đây là phần EF (xem Hình 18).

Sự kết tinh được tạo điều kiện thuận lợi nếu bất kỳ hạt lạ nào, chẳng hạn như hạt bụi, có trong chất lỏng ngay từ đầu. Chúng trở thành trung tâm kết tinh. Trong điều kiện bình thường, có nhiều trung tâm kết tinh trong chất lỏng, gần đó sự hình thành các tinh thể xảy ra.

Bảng 4 Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp các chất nhất định (ở áp suất khí quyển bình thường)

Trong quá trình kết tinh, năng lượng được giải phóng và chuyển sang các cơ thể xung quanh.

Nhiệt lượng toả ra trong quá trình kết tinh của một vật khối lượng m cũng được xác định theo công thức

Trong trường hợp này, nội năng của cơ thể giảm.

Ví dụ. Để pha trà, du khách cho đá nặng 2 kg, nhiệt độ 0 ° C vào bình. Cần bao nhiêu nhiệt để biến nước đá này thành nước sôi ở 100oC? Năng lượng chi tiêu để làm nóng ấm đun nước không được tính đến.

Nhiệt lượng sẽ cần là bao nhiêu nếu, thay vì nước đá, một khách du lịch lấy nước có cùng khối lượng ở cùng nhiệt độ từ lỗ trống?

Hãy viết ra điều kiện của vấn đề và giải quyết nó.

Câu hỏi

1. Làm thế nào để giải thích quá trình tan chảy của cơ thể trên cơ sở học thuyết về cấu trúc của vật chất?
2. Năng lượng nhiên liệu sử dụng trong quá trình nung chảy của một vật thể kết tinh được đốt nóng đến nhiệt độ nóng chảy là bao nhiêu?
3. Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch là gì?
4. Làm thế nào để giải thích quá trình đông cứng trên cơ sở học thuyết về cấu trúc của vật chất?
5. Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy một thể kết tinh lấy ở nhiệt độ nóng chảy được tính như thế nào?
6. Làm thế nào để tính nhiệt lượng toả ra trong quá trình kết tinh của một vật có nhiệt độ nóng chảy?

Bài tập 12

Bài tập

1. Đặt hai chiếc lon giống hệt nhau lên bếp. Đổ một thau nước có khối lượng 0,5 kg, cho vài cục nước đá có cùng khối lượng vào bình kia. Lưu ý thời gian để nước trong cả hai bình sôi. Viết một bản tường trình ngắn gọn về trải nghiệm của bạn và giải thích kết quả.
2. Đọc đoạn “Cơ thể vô định hình. Sự nóng chảy của các thể vô định hình ”. Chuẩn bị một báo cáo về nó.

Tan chảy

Tan chảyĐó là quá trình biến đổi một chất từ ​​trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Các quan sát cho thấy nếu để đá vụn, ví dụ, có nhiệt độ 10 ° C, được để trong phòng ấm, thì nhiệt độ của nó sẽ tăng lên. Ở 0 ° C, băng sẽ bắt đầu tan chảy, và nhiệt độ sẽ không thay đổi cho đến khi tất cả băng chuyển thành chất lỏng. Sau đó, nhiệt độ của nước hình thành từ băng sẽ tăng lên.

Điều này có nghĩa là các thể tinh thể, bao gồm băng, tan chảy ở một nhiệt độ nhất định, được gọi là độ nóng chảy. Điều quan trọng là trong quá trình nóng chảy, nhiệt độ của chất kết tinh và chất lỏng được tạo thành trong quá trình nóng chảy của nó không thay đổi.

Trong thí nghiệm mô tả trên, nước đá nhận một nhiệt lượng nhất định, nội năng của nó tăng lên do động năng trung bình của chuyển động của các phân tử tăng lên. Sau đó nước đá tan chảy, nhiệt độ của nó không thay đổi, mặc dù nước đá nhận được một lượng nhiệt nhất định. Do đó, nội năng của nó tăng lên, nhưng không phải do động năng, mà do thế năng của tương tác giữa các phân tử. Năng lượng nhận được từ bên ngoài được chi cho sự phá hủy mạng tinh thể. Tương tự, sự nóng chảy của bất kỳ thể tinh thể nào cũng xảy ra.

Các cơ thể vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy cụ thể. Khi nhiệt độ tăng lên, chúng dần dần mềm đi cho đến khi chuyển thành chất lỏng.

Kết tinh

Kết tinh là quá trình một chất chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Làm lạnh, chất lỏng sẽ tỏa một lượng nhiệt nhất định ra không khí xung quanh. Trong trường hợp này, nội năng của nó sẽ giảm do động năng trung bình của các phân tử giảm. Đến một nhiệt độ nhất định sẽ bắt đầu quá trình kết tinh, trong quá trình này nhiệt độ của chất không thay đổi cho đến khi toàn bộ chất chuyển sang trạng thái rắn. Sự chuyển đổi này đi kèm với sự giải phóng một lượng nhiệt và theo đó, nội năng của chất giảm do giảm thế năng tương tác của các phân tử của nó.

Như vậy, sự chuyển của một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái rắn xảy ra ở một nhiệt độ nhất định, gọi là nhiệt độ kết tinh. Nhiệt độ này không đổi trong suốt quá trình nóng chảy. Nó bằng nhiệt độ nóng chảy của chất này.

Hình bên là đồ thị sự phụ thuộc của nhiệt độ của chất rắn kết tinh vào thời gian trong quá trình nung nóng chất đó từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ nóng chảy, nóng chảy, nung nóng chất ở trạng thái lỏng, làm lạnh chất lỏng, kết tinh và tiếp làm lạnh chất ở trạng thái rắn.

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch

Các chất kết tinh khác nhau có cấu trúc khác nhau. Theo đó, để phá hủy mạng tinh thể của một chất rắn tại điểm nóng chảy của nó, cần phải thông báo cho nó một lượng nhiệt khác.

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch là nhiệt lượng phải truyền vào 1kg chất kết tinh để biến chất đó thành chất lỏng ở nhiệt độ nóng chảy. Kinh nghiệm cho thấy nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp là nhiệt riêng của kết tinh .

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp được ký hiệu bằng chữ cái λ . Đơn vị nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp - [λ] = 1 J / kg.

Các giá trị của nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp các chất kết tinh được cho trong bảng. Nhiệt dung riêng khi nóng chảy của nhôm là 3,9 * 10 5 J / kg. Nghĩa là để nung chảy 1 kg nhôm ở nhiệt độ nóng chảy thì cần tiêu tốn một nhiệt lượng là 3,9 * 10 5 J. Độ tăng nội năng của 1 kg nhôm bằng cùng một giá trị.

Để tính toán lượng nhiệt Q, yêu cầu để nấu chảy một chất có khối lượng m, lấy ở điểm nóng chảy, tuân theo nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp λ nhân với khối lượng của chất: Q = λm.

Công thức tương tự cũng được sử dụng khi tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình kết tinh của chất lỏng.

Tóm tắt nội dung bài “Sự nóng chảy và sự kết tinh. Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch ”.

Trong vật lý, sự nóng chảy là sự chuyển đổi của một chất từ ​​trạng thái rắn sang trạng thái lỏng. Các ví dụ cổ điển về quá trình nóng chảy là sự tan chảy của nước đá và sự biến đổi của một miếng thiếc rắn thành chất hàn lỏng khi nung nóng với một mỏ hàn. Việc truyền một lượng nhiệt nhất định cho cơ thể dẫn đến sự thay đổi trạng thái tập hợp của nó.

Tại sao chất rắn lại trở thành chất lỏng?

Đốt nóng vật rắn dẫn đến tăng động năng của các nguyên tử, phân tử mà ở nhiệt độ thường, các nguyên tử, phân tử này nằm rõ ràng ở các nút của mạng tinh thể, điều này cho phép vật thể duy trì hình dạng và kích thước không đổi. Khi đạt đến tốc độ tới hạn nhất định, các nguyên tử và phân tử bắt đầu rời khỏi vị trí của chúng, các liên kết bị phá vỡ, cơ thể bắt đầu mất hình dạng - nó trở thành chất lỏng. Quá trình nóng chảy không xảy ra đột ngột mà diễn ra dần dần, để một lúc nào đó các thành phần (pha) rắn và lỏng ở trạng thái cân bằng. Sự nóng chảy đề cập đến các quá trình thu nhiệt, tức là các quá trình xảy ra với sự hấp thụ nhiệt. Quá trình ngược lại, khi một chất lỏng đông đặc, được gọi là kết tinh.

Cơm. 1. Sự chuyển trạng thái của vật chất ở trạng thái rắn, tinh thể thành pha lỏng.

Người ta nhận thấy rằng cho đến khi kết thúc quá trình nóng chảy, nhiệt độ không thay đổi, mặc dù nhiệt được cung cấp mọi lúc. Không có gì mâu thuẫn ở đây, vì năng lượng tới trong khoảng thời gian này được sử dụng để phá vỡ các liên kết tinh thể của mạng tinh thể. Sau khi phá hủy tất cả các liên kết, dòng nhiệt sẽ làm tăng động năng của các phân tử, và do đó, nhiệt độ sẽ bắt đầu tăng lên.

Cơm. 2. Biểu đồ của nhiệt độ cơ thể so với thời gian sưởi ấm.

Xác định nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp (ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp “lambda” - λ) là một đại lượng vật lý bằng nhiệt lượng (tính bằng jun) phải truyền cho một vật rắn nặng 1 kg để chuyển hoàn toàn sang pha lỏng. Công thức cho nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp là:

$$ λ = (Q \ over m) $$

m là khối lượng của chất nóng chảy;

Q là nhiệt lượng truyền cho môi chất trong quá trình nóng chảy.

Giá trị của các chất khác nhau được xác định bằng thực nghiệm.

Biết λ, ta có thể tính được nhiệt lượng phải truyền cho vật khối lượng m để vật nóng chảy hoàn toàn:

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch được đo bằng đơn vị nào?

Nhiệt dung riêng của nhiệt hạch trong SI (Hệ thống quốc tế) được đo bằng jun trên kilogam, J / kg. Đối với một số nhiệm vụ, đơn vị đo lường ngoài hệ thống được sử dụng - kilocalorie trên kilogam, kcal / kg. Nhớ lại rằng 1 kcal = 4,1868 J.

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp một số chất

Thông tin về các giá trị nhiệt cụ thể của một chất cụ thể có thể được tìm thấy trong tài liệu tham khảo sách hoặc trong các phiên bản điện tử trên các nguồn Internet. Chúng thường được trình bày dưới dạng một bảng:

Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp các chất

Một trong những chất chịu lửa nhất là cacbua tantali - TaC. Nó nóng chảy ở nhiệt độ 3990 0 C. Lớp phủ TaC được sử dụng để bảo vệ khuôn kim loại trong đó các bộ phận bằng nhôm được đúc.

Cơm. 3. Quá trình nấu chảy kim loại.

Chúng ta đã học được gì?

Chúng ta đã học được rằng sự chuyển từ thể rắn sang thể lỏng được gọi là sự nóng chảy. Sự nóng chảy xảy ra bằng cách truyền nhiệt cho chất rắn. Nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp cho biết nhiệt lượng (năng lượng) cần thiết để một chất rắn nặng 1 kg chuyển nó thành trạng thái lỏng.

Câu đố về chủ đề

Báo cáo Đánh giá

Đánh giá trung bình: 4.7. Tổng số lượt đánh giá nhận được: 217.

Mọi người đều biết rằng nước có thể được tìm thấy trong tự nhiên ở ba trạng thái tập hợp - rắn, lỏng và khí. Trong quá trình tan chảy, đá rắn chuyển thành chất lỏng, và khi tiếp tục đun nóng, chất lỏng bay hơi, tạo thành hơi nước. Điều kiện để xảy ra hiện tượng nóng chảy, kết tinh, bay hơi và ngưng tụ của nước là gì? Nước đá tan hay hơi nước ở nhiệt độ nào? Chúng tôi sẽ nói về điều này trong bài viết này.

Điều này không có nghĩa là hơi nước và nước đá rất hiếm trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, phổ biến nhất là trạng thái lỏng - nước thông thường. Các chuyên gia đã phát hiện ra rằng hành tinh của chúng ta chứa hơn 1 tỷ km khối nước. Tuy nhiên, không quá 3 triệu km 3 nước thuộc về các vùng nước ngọt. Một lượng khá lớn nước ngọt "nằm yên" trong các sông băng (khoảng 30 triệu km khối). Tuy nhiên, việc làm tan băng những khối khổng lồ như vậy còn lâu mới dễ dàng. Phần còn lại của nước là mặn, thuộc về biển của các đại dương.

Nước bao quanh con người hiện đại ở khắp mọi nơi, trong hầu hết các thủ tục hàng ngày. Nhiều người tin rằng tài nguyên nước là vô tận và nhân loại sẽ luôn có thể sử dụng tài nguyên của thủy quyển Trái đất. Tuy nhiên, đây không phải là trường hợp. Nguồn nước trên hành tinh của chúng ta đang dần cạn kiệt, và trong vài trăm năm nữa, nước ngọt trên Trái đất có thể không còn chút nào. Vì vậy, tuyệt đối mỗi người cần quan tâm đến nguồn nước ngọt và tiết kiệm. Rốt cuộc, ngay cả trong thời đại của chúng ta, vẫn có những quốc gia mà nguồn cung cấp nước bị hạn chế một cách thảm khốc.

Tính chất của nước

Trước khi nói về nhiệt độ tan chảy của nước đá, cần xem xét các đặc tính chính của chất lỏng độc đáo này.

Vì vậy, nước có các tính chất sau:

• Thiếu màu sắc.
• Thiếu mùi.
• Thiếu hương vị (tuy nhiên, nước uống chất lượng cao có vị ngon).
• Tính minh bạch.
• Độ lưu loát.
• Khả năng hòa tan các chất khác nhau (ví dụ, muối, kiềm, v.v.).
• Nước không có hình dạng vĩnh viễn của riêng nó và có thể có hình dạng của bình mà nó đi vào.
• Khả năng được làm sạch bằng cách lọc.
• Nước nở ra khi nóng lên và co lại khi nguội.
• Nước có thể bay hơi để trở thành hơi nước và đóng băng để tạo thành băng kết tinh.

Danh sách này trình bày các đặc tính chính của nước. Bây giờ chúng ta hãy tìm hiểu các đặc điểm của trạng thái rắn kết hợp của chất này là gì, và băng tan ở nhiệt độ nào.

Nước đá là một chất kết tinh rắn có cấu trúc không ổn định. Nó, giống như nước, trong suốt, không màu và không mùi. Nước đá cũng có các đặc tính như giòn và trơn; nó lạnh khi chạm vào.

Tuyết cũng là nước đóng băng, nhưng có cấu trúc lỏng lẻo và có màu trắng. Tuyết rơi hàng năm ở hầu hết các quốc gia trên thế giới.

Cả tuyết và băng đều là những chất cực kỳ không ổn định. Không cần tốn nhiều công sức để làm tan băng. Khi nào nó bắt đầu tan chảy?

Trong tự nhiên, băng rắn chỉ tồn tại ở nhiệt độ từ 0 ° C trở xuống. Nếu nhiệt độ môi trường xung quanh tăng lên hơn 0 ° C, băng sẽ bắt đầu tan chảy.

Ở nhiệt độ tan chảy của nước đá, ở 0 ° C, một quá trình khác xảy ra - đóng băng, hoặc kết tinh, của nước lỏng.

Quá trình này có thể được quan sát bởi tất cả các cư dân của khí hậu ôn đới lục địa. Vào mùa đông, khi nhiệt độ bên ngoài xuống dưới 0 ° C, nó thường có tuyết và không tan. Và nước lỏng trên đường phố đóng băng, biến thành tuyết hoặc băng rắn. Vào mùa xuân, bạn có thể thấy quá trình ngược lại. Nhiệt độ môi trường tăng cao khiến băng tuyết tan chảy, tạo thành vô số vũng nước và bùn, đây có thể coi là nhược điểm duy nhất của hiện tượng ấm lên vào mùa xuân.

Như vậy, chúng ta có thể kết luận rằng ở nhiệt độ nào thì nước đá bắt đầu tan, cũng ở nhiệt độ đó thì quá trình đóng băng của nước bắt đầu.

Lượng nhiệt

Trong một ngành khoa học như vật lý, khái niệm về lượng nhiệt thường được sử dụng. Giá trị này cho biết lượng năng lượng cần thiết để đốt nóng, nấu chảy, kết tinh, sôi, bay hơi hoặc ngưng tụ của các chất khác nhau. Hơn nữa, mỗi quy trình này có những đặc điểm riêng. Hãy nói về nhiệt lượng cần thiết để làm nóng nước đá ở điều kiện thường.

Để làm nóng đá, trước tiên bạn phải làm tan chảy nó. Điều này đòi hỏi một lượng nhiệt cần thiết để làm tan chảy chất rắn. Nhiệt bằng tích của khối lượng nước đá và nhiệt dung riêng của sự nóng chảy của nó (330-345 nghìn Joules / kg) và được biểu thị bằng Joules. Giả sử chúng ta được cho 2 kg nước đá rắn. Như vậy, để làm nóng chảy nó, chúng ta cần: 2 kg * 340 kJ / kg = 680 kJ.

Sau đó, chúng ta cần đun cách thủy thu được. Lượng nhiệt cho quá trình này sẽ khó tính hơn một chút. Để làm được điều này, bạn cần biết nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng của nước đun nóng.

Vì vậy, giả sử rằng chúng ta cần làm nóng nước do đá tan chảy thêm 50 ° C. Tức là, sự khác biệt giữa nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng = 50 ° C (nhiệt độ nước ban đầu - 0 ° C). Sau đó, bạn nên nhân sự chênh lệch nhiệt độ với khối lượng của nước và nhiệt dung riêng của nó, bằng 4.200 J * kg / ° C. Tức là nhiệt lượng cần thiết để đun nóng nước = 2 kg * 50 ° C * 4.200 J * kg / ° C = 420 kJ.

Sau đó, chúng ta nhận được điều đó để làm tan băng và đun nóng nước tiếp theo, chúng ta cần: 680.000 J + 420.000 J = 1.100.000 Joules, hoặc 1,1 Megajoules.

Biết được nước đá tan chảy ở nhiệt độ nào, bạn có thể giải được nhiều bài toán khó trong vật lý hoặc hóa học.

Cuối cùng

Vì vậy, trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu một số thông tin về nước và hai trạng thái kết tụ của nó - rắn và lỏng. Tuy nhiên, hơi nước cũng là một đối tượng không kém phần thú vị để nghiên cứu. Ví dụ, bầu khí quyển của chúng ta chứa khoảng 25 * 10 16 mét khối hơi nước. Ngoài ra, không giống như đóng băng, sự bay hơi của nước xảy ra ở bất kỳ nhiệt độ nào và được tăng tốc khi nó được làm nóng hoặc có gió.

Chúng ta đã học ở nhiệt độ nào thì băng tan và nước lỏng đóng băng. Những sự thật như vậy sẽ luôn hữu ích cho chúng ta trong cuộc sống hàng ngày, vì nước bao quanh chúng ta ở khắp mọi nơi. Điều quan trọng là phải luôn nhớ rằng nước, đặc biệt là nước ngọt, là nguồn tài nguyên cạn kiệt của Trái đất và cần được xử lý cẩn thận.