Тепловые процессы, происходящие с изменением агрегатного состояния



Процесс

Механизм процесса

Формула

Примечание

Плавление – процесс перехода вещества из твердого агрегатного состояния в жидкое агрегатное состояние

 При нагревании  увеличивается  температура тела. Скорость колебания частиц  возрастает. Увеличивается внутренняя энергия тела (увеличивается кинетическая  энергия молекул, потенциальная энергия молекул почти не меняется) Когда тело нагревается до температуры плавления, кристаллическая решетка начинает разрушаться. Энергия нагревателя идет на разрушение решетки кристалла (увеличивается потенциальная энергия молекул, кинетическая энергия молекул почти не меняется)

λ («ламбда») – удельная теплота плавления - физическая величина, показывающая какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг кристаллического вещества, взятого при температуре плавления, в жидкость той же температуры

[λ]= Дж/кг

Находится в таблице 7 Лукашика
    Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества. Каждое вещество имеет собственную температуру плавления (находится в таблице 6 Лукашика) Температура в процессе плавления не изменяется, пока все вещество не превратится в жидкость При плавлении внутренняя энергия тела  увеличивается

Кристаллизация – обратный процесс плавлению, то есть переход вещества из жидкого агрегатного состояния в твердое агрегатное состояние

1.  При охлаждении уменьшается температура жидкости

2.  Скорость движения частиц  уменьшается (уменьшается кинетическая энергия молекул, потенциальная энергия молекул почти не меняется)

3. Уменьшается внутренняя энергия жидкости.

4.  Когда тело охлаждается до температуры плавления, кристаллическая решетка начинает восстанавливаться (потенциальная энергия молекул уменьшается, кинетическая энергия молекул почти не меняется

Удельная теплота плавления равна удельной теплоте кристаллизации
    Температуру, при которой вещество отвердевает, называют температурой отвердевания. Температура плавления равна температуре кристаллизации Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании (кристаллизации), равно количеству теплоты, поглощённому при плавлении.

Испарение – процесс парообразования, происходящее с поверхности жидкости

Парообразование – процесс перехода вещества из жидкого агрегатного состояния в газообразное агрегатное состояние

Молекулы жидкости имеют разные скорости движения, следовательно, и разные кинетические энергии. Молекулы с большей кинетической энергией, находящиеся у поверхности жидкости прорывают поверхностный слой жидкости (в поверхностном слое жидкости силы притяжения молекул велики). Выходя из жидкости молекулы вещества,  образуют над ней газообразное состояние этого вещества

 Скорость испарения жидкости зависит  от:

1) от рода вещества;

2) от площади испарения;

3) от температуры  жидкости; 

4) от скорости удаления паров с поверхности жидкости

Испарение происходит при любой температуре Испарение происходит постоянно и непрерывно При испарении вещество теряет внутреннюю энергию

Кипение – процесс парообразования, происходящий по всему объему жидкости

 При нагревании испарение с поверхности воды усиливается (кинетическая энергия молекул увеличивается, потенциальная энергия молекул почти не изменяется) Появление в жидкости многочисленных мелких пузырьков воздуха, растворённого в воде. При нагревании излишек воздуха выделяется в виде пузырьков с насыщенным водяным паром - испарение внутрь жидкости. Пузырьки становятся крупнее и многочисленнее. Архимедова сила, действующая  на пузырьки, возрастает и при температуре близкой к кипению они всплывают. Если температура еще не достигла температуры кипения, то в верхних слоях температура жидкости ниже, чем в нижних, поэтому водяной пар, находящийся в пузырьках – конденсируется. Пузырёк – уменьшается в размерах и захлопывается – слышен шум, предшествующий закипанию воды. Температура жидкости стала равна температуре кипения, то вся жидкость равномерно прогреется. Пузырьки, поднимаясь под действием архимедовой силы, попадают в область более низкого гидростатического давления и увеличиваются в объёме. С приближением к поверхности объём пузырьков велик, на поверхности они лопаются, находящийся в них насыщенный пар выходит в атмосферу – слышен характерный шум – вода кипит (потенциальная энергия молекул увеличивается при кипении, а кинетическая энергия почти не меняется)

Q = L · m

L - удельная теплота парообразования - количество теплоты, необходимое для того чтобы полностью превратить в пар 1 кг жидкости, взятой при температуре кипения 

[L]= Дж/кг

Находится в таблице 9 Лукашика

 Температура, при которой вещество кипит, называется температурой кипения. Каждое вещество имеет собственную температуру кипения (находится в таблице 8 Лукашика) С изменением атмосферного давления изменяется и температура кипения: при повышении давления температура кипения повышается. Во время процесса кипения температура остается постоянной пока вся жидкость не превратится в пар При кипении внутренняя энергия  вещества увеличивается

Конденсация – обратный процесс парообразованию

 При охлаждении уменьшается температура пара, скорость движения его частиц, его внутренняя энергия Когда пар охлаждается до температуры конденсации, энергия молекул уменьшается до такой степени, что они сближаются на расстояние, на котором действуют силы молекулярного притяжения.

Q = - L · m

Удельная теплота парообразования равна удельной теплоте конденсации

 Температуру, при которой вещество конденсируется, называют температурой конденсацией. Температура кипения равна температуре конденсации Количество теплоты, выделяющееся при конденсации, равно количеству теплоты, поглощённому при кипении.