Lambda ya maji na barafu. Joto maalum la fusion ya vitu mbalimbali

Nishati ambayo mwili hupata au kupoteza wakati wa kuhamisha joto huitwa kiasi cha joto. Kiasi cha joto hutegemea wingi wa mwili, juu ya tofauti ya joto la mwili na aina ya dutu.

[Q]=J au kalori

1 cal ni kiasi cha joto kinachohitajika kupasha 1 g ya maji kwa 1 o C.

Joto maalum – wingi wa kimwili, sawa na kiasi cha joto kinachopaswa kuhamishiwa kwa mwili wenye uzito wa kilo 1 ili joto lake libadilike kwa 1 o C.

[C] = J/kg o C

Uwezo maalum wa joto wa maji ni 4200 J / kg o C. Hii ina maana kwamba joto la maji yenye uzito wa kilo 1 kwa 1 o C ni muhimu kutumia 4200 J ya joto.

Uwezo maalum wa joto wa dutu katika hali tofauti za mkusanyiko ni tofauti. Hivyo, uwezo wa joto wa barafu ni 2100 J / kg o C. Uwezo maalum wa joto wa maji ni mkubwa zaidi. Katika suala hili, maji katika bahari na bahari, yanapokanzwa katika majira ya joto, huchukua kiasi kikubwa cha joto. Katika majira ya baridi, maji hupungua na hutoa kiasi kikubwa cha joto. Kwa hiyo, katika maeneo yaliyo karibu na miili ya maji, sio moto sana katika majira ya joto na baridi sana wakati wa baridi. Kutokana na uwezo wake wa juu wa joto, maji hutumiwa sana katika teknolojia na maisha ya kila siku. Kwa mfano, katika mifumo ya joto ya nyumba, wakati sehemu za baridi wakati wa usindikaji wao kwenye mashine, dawa (vifungo vya kupokanzwa), nk.

Kwa kuongezeka kwa joto la vitu vikali na vimiminika, the nishati ya kinetic chembe zao: huanza kutetemeka kwa kasi ya juu. Kwa joto fulani, maalum kwa dutu fulani, nguvu za kivutio kati ya chembe haziwezi tena kuzishikilia kwenye nodi za kimiani ya kioo (utaratibu wa masafa marefu hubadilika kuwa masafa mafupi), na kioo huanza kuyeyuka. , i.e. dutu huanza kugeuka kuwa hali ya kioevu.

Kuyeyuka – mchakato wa kubadilisha dutu kutoka kigumu hadi hali ya kioevu.

Uimarishaji (fuwele)– mchakato wa mpito wa dutu kutoka kioevu hadi hali ngumu.

Wakati wa mchakato wa kuyeyuka, joto la kioo hubaki mara kwa mara. Joto hili linaitwa kiwango myeyuko. Kila dutu ina kiwango chake cha kuyeyuka. Tafuta kutoka kwa meza.

Uwepo wa hali ya joto wakati wa kuyeyuka ni muhimu sana kwa vitendo, kwani hukuruhusu kurekebisha vipima joto, kutoa fuse na viashiria ambavyo vinayeyuka kwa joto maalum. Kujua kiwango cha kuyeyuka kwa vitu anuwai pia ni muhimu kutoka kwa mtazamo wa kila siku: vinginevyo, ni nani anayeweza kuhakikisha kuwa sufuria hii au sufuria haitayeyuka kwenye moto wa burner ya gesi?

Kiwango cha joto na joto la uimarishaji sawa - kipengele cha tabia vitu. Mercury inayeyuka na kuimarisha kwa joto la -39 o C, hivyo katika maeneo Mbali Kaskazini thermometers za zebaki hazitumiwi. Badala ya vipimajoto vya zebaki katika latitudo hizi, vipimajoto vya pombe hutumiwa (-114 o C). Metali ya kinzani zaidi ni tungsten (3420 o C).

Kiasi cha joto kinachohitajika kuyeyusha dutu imedhamiriwa na fomula:

Ambapo m ni wingi wa dutu, na ni joto maalum la muunganisho.

J/kg

Joto maalum la fusion - kiasi cha joto kinachohitajika kuyeyusha kilo 1 ya dutu iliyochukuliwa katika kiwango chake cha kuyeyuka. Kila dutu ina yake mwenyewe. Inapatikana kwa kutumia meza.

Kiwango cha kuyeyuka cha dutu inategemea shinikizo. Kwa vitu ambavyo kiasi chake huongezeka wakati wa kuyeyuka, ongezeko la shinikizo huongeza kiwango cha kuyeyuka na kinyume chake. Maji yanapoyeyuka, kiasi chake hupungua, na shinikizo linapoongezeka, barafu huyeyuka kwa joto la chini.

Nambari ya tikiti 14

Taarifa zinazohusiana:

Swali»Kipimo cha kiasi kisicho cha ushuru cha kuzuia usafirishaji au uagizaji wa bidhaa kwa kiasi au kiasi fulani kwa muda fulani.
Je! unajua jinsi kiasi cha dutu katika atomi kinahusiana na ujazo wa atomi yenyewe?
B. Ukweli kwamba mfamasia hutaja kiungo cha kwanza kilichojumuishwa katika maagizo, na mfamasia hutaja kutoka kwa kumbukumbu viungo vyote alivyochukua na wingi wao.

Joto maalum la fusion(Pia: enthalpy ya fusion; pia kuna dhana sawa joto maalum la crystallization) ni kiasi halisi kinachoonyesha ni kiasi gani cha joto kinachopaswa kuingizwa kwa kitengo kimoja cha wingi wa dutu ya fuwele katika mchakato wa usawa wa isobariki-isothermal ili kuihamisha kutoka hali ngumu (ya fuwele) hadi kioevu kwenye joto la kuyeyuka (sawa). kiasi cha joto hutolewa wakati wa fuwele ya dutu).

Joto la fusion ni kesi maalum ya joto la mpito wa awamu ya kwanza.

Tofauti hufanywa kati ya joto maalum la muunganisho (J/kg) na joto la molar (J/mol).

Joto maalum la fusion linaonyeshwa na barua $\lambda$ (Barua ya Kigiriki lambda) Mfumo wa kuhesabu joto maalum la fusion: $\lambda=\frac(Q)(m)$ , Wapi $\lambda$ - joto maalum la fusion; $Q$ - kiasi cha joto kilichopokelewa na dutu wakati wa kuyeyuka (au iliyotolewa wakati wa fuwele); $m$ - wingi wa dutu ya kuyeyuka (crystallizing).

Dawa	Joto maalum la muunganisho (kJ/kg)
Alumini	$390$
Chuma	$277$
Dhahabu	$66,2$
Barafu	$335$
Shaba	$213$
Naphthalene	$151$
Bati	$60,7$
Platinamu	$101$
	$12$
Kuongoza	$25$
Fedha	$105$
Zinki	$112$
Chuma cha kutupwa (nyeupe)	$140$
Chuma cha kutupwa (kijivu)	$100$

Tazama pia

Andika ukaguzi juu ya kifungu "Joto Maalum la kuyeyuka"

Fasihi

Enochovich A.S. Mwongozo mfupi wa fizikia. - M.: "Shule ya Juu", 1976. - P. 114. - 288 p.

Sehemu inayoonyesha joto maalum la muunganisho

Usiku ulikuwa giza, joto, vuli. Mvua ilikuwa imenyesha kwa siku nne sasa. Baada ya kubadilisha farasi mara mbili na kukimbia maili thelathini kwenye barabara yenye matope, nata katika saa moja na nusu, Bolkhovitinov alikuwa Letashevka saa mbili asubuhi. Baada ya kushuka kutoka kwenye kibanda, kwenye uzio ambao kulikuwa na ishara: "Makao Makuu," na kumwacha farasi wake, aliingia kwenye ukumbi wa giza.
- Jenerali wa zamu, haraka! Muhimu sana! - alimwambia mtu ambaye alikuwa akiinuka na kukoroma kwenye giza la mlango wa kuingilia.
"Tumeugua sana tangu jioni; hatujalala kwa siku tatu," sauti ya utaratibu ilinong'ona kwa maombezi. - Lazima uamshe nahodha kwanza.
"Muhimu sana, kutoka kwa Jenerali Dokhturov," Bolkhovitinov alisema, akiingia kwenye mlango wazi aliohisi. Wataratibu walitembea mbele yake na kuanza kumwamsha mtu:
- Heshima yako, heshima yako - mjumbe.
- Nini, nini? kutoka kwa nani? - ilisema sauti ya usingizi ya mtu.
- Kutoka kwa Dokhturov na kutoka kwa Alexey Petrovich. "Napoleon yuko Fominskoye," Bolkhovitinov alisema, bila kuona gizani ambaye alimuuliza, lakini kwa sauti ya sauti yake, akionyesha kuwa sio Konovnitsyn.
Mwanaume aliyeamka alipiga miayo na kujinyoosha.
"Sitaki kumwamsha," alisema, akihisi kitu. - Wewe ni mgonjwa! Labda hivyo, uvumi.
"Hii hapa ripoti," alisema Bolkhovitinov, "nimeamriwa kuikabidhi kwa jenerali wa zamu mara moja."
- Subiri, nitawasha moto. Ambapo kuzimu wewe daima kuiweka? - kugeuka kwa utaratibu, alisema mtu kukaza mwendo. Ilikuwa Shcherbinin, msaidizi wa Konovnitsyn. "Nimeipata, nimeipata," aliongeza.
Wataratibu walikuwa wakikata moto, Shcherbinin alikuwa akihisi kinara cha taa.
“Oh, machukizo,” alisema kwa kuchukizwa.
Kwa mwanga wa cheche, Bolkhovitinov aliona uso mdogo wa Shcherbinin na mshumaa na katika kona ya mbele mtu bado amelala. Ilikuwa Konovnitsyn.

http://sejina. ru/book_phis_t1.php? kitambulisho=272

§ 269. Joto maalum la fusion

Tumeona kwamba chombo cha barafu na maji kinacholetwa kwenye chumba cha joto hakichomi moto hadi barafu yote itayeyuka. Katika kesi hii, maji hupatikana kutoka kwa barafu kwa joto sawa. Kwa wakati huu, joto huingia kwenye mchanganyiko wa maji ya barafu na, kwa hiyo, nishati ya ndani ya mchanganyiko huu huongezeka. Kutokana na hili tunapaswa kuhitimisha kwamba nishati ya ndani ya maji ni kubwa kuliko nishati ya ndani ya barafu kwa joto sawa. Kwa kuwa nishati ya kinetic ya molekuli, maji na barafu ni sawa, ongezeko la nishati ya ndani wakati wa kuyeyuka ni ongezeko la nishati inayowezekana ya molekuli.

Uzoefu unaonyesha kuwa yaliyo hapo juu ni kweli kwa fuwele zote. Wakati wa kuyeyuka kioo, ni muhimu kuendelea kuongeza nishati ya ndani ya mfumo, wakati joto la kioo na kuyeyuka hubakia bila kubadilika. Kwa kawaida, ongezeko la nishati ya ndani hutokea wakati kiasi fulani cha joto kinahamishiwa kwenye kioo. Lengo sawa linaweza kupatikana kwa kufanya kazi, kwa mfano kwa msuguano. Kwa hivyo, nishati ya ndani ya kuyeyuka daima ni kubwa kuliko nishati ya ndani ya molekuli sawa ya fuwele kwa joto sawa. Hii ina maana kwamba mpangilio ulioagizwa wa chembe (katika hali ya fuwele) inafanana na nishati ya chini kuliko mpangilio usio na utaratibu (katika kuyeyuka).

Kiasi cha joto kinachohitajika ili kubadilisha misa ya fuwele kuwa kuyeyuka kwa halijoto sawa inaitwa joto maalum la kuyeyuka kwa fuwele. Inaonyeshwa kwa joules kwa kilo.

Wakati dutu inapoimarishwa, joto la fusion hutolewa na kuhamishiwa kwenye miili inayozunguka.

Kuamua joto maalum la fusion ya miili ya kinzani (miili yenye kiwango cha juu cha kuyeyuka) sio kazi rahisi. Joto mahususi la muunganisho wa fuwele inayoyeyuka kidogo kama vile barafu inaweza kubainishwa kwa kutumia kipima kalori. Baada ya kumwaga ndani ya calorimeter kiasi fulani cha maji ya joto fulani na kutupa ndani yake umati unaojulikana wa barafu ambao tayari umeanza kuyeyuka, yaani, kuwa na joto, tunasubiri hadi barafu yote itayeyuka na joto la maji ndani. calorimeter inachukua thamani ya mara kwa mara. Kutumia sheria ya uhifadhi wa nishati, tutaunda usawa wa usawa wa joto (§ 209), ambayo inaruhusu sisi kuamua joto maalum la kuyeyuka kwa barafu.

Hebu wingi wa maji (pamoja na maji sawa na calorimeter) iwe sawa na wingi wa barafu - , uwezo maalum wa joto wa maji - , joto la awali la maji - , joto la mwisho - , na joto maalum la kuyeyuka kwa maji. barafu -. Equation ya usawa wa joto ina fomu

Katika meza Jedwali la 16 linaonyesha joto maalum la muunganisho wa baadhi ya vitu. Ikumbukwe ni joto la juu la kuyeyuka kwa barafu. Hali hii ni muhimu sana, kwani inapunguza kasi ya kuyeyuka kwa barafu katika asili. Ikiwa joto maalum la muunganisho lingekuwa chini sana, mafuriko ya chemchemi yangekuwa na nguvu mara nyingi. Kujua joto maalum la fusion, tunaweza kuhesabu ni kiasi gani cha joto kinachohitajika ili kuyeyuka mwili wowote. Ikiwa mwili tayari umewashwa hadi kiwango cha kuyeyuka, basi joto lazima litumike tu ili kuyeyuka. Ikiwa ina joto chini ya kiwango cha kuyeyuka, basi bado unahitaji kutumia joto inapokanzwa. Jedwali 16.

269.1. Vipande vya barafu hutupwa kwenye chombo na maji, kilichohifadhiwa vizuri kutokana na kuingia kwa joto kutoka nje. Je! ni barafu ngapi inaweza kutupwa ndani ili kuyeyuka kabisa ikiwa kuna 500 g ya maji kwenye chombo? Uwezo wa joto wa chombo unaweza kuchukuliwa kuwa hauna maana ikilinganishwa na uwezo wa joto wa maji ndani yake. Uwezo maalum wa joto wa barafu ni

http://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-641

2014-06-01 Ndoo ina mchanganyiko wa maji na barafu yenye uzito wa m=10 kg. Ndoo ililetwa ndani ya chumba na mara moja wakaanza kupima joto la mchanganyiko huo. Utegemezi unaotokana wa halijoto kwa wakati T(ph) umeonyeshwa kwenye Mtini. Uwezo maalum wa joto wa maji ni cw = 4.2 J/(kg⋅K), joto maalum la kuyeyuka kwa barafu ni l = 340 kJ/kg.

Amua misa ml ya barafu kwenye ndoo ilipoletwa ndani ya chumba. Puuza uwezo wa joto wa ndoo. Suluhisho: Kama inavyoonekana kwenye grafu, kwa dakika 50 za kwanza joto la mchanganyiko halikubadilika na kubaki sawa na 0∘C. Wakati huu wote, joto lililopokelewa na mchanganyiko kutoka kwenye chumba lilitumiwa kuyeyusha barafu. Baada ya dakika 50, barafu yote ilikuwa imeyeyuka na joto la maji lilianza kuongezeka. Katika dakika 10 (kutoka f1=50 hadi f2=60min) halijoto iliongezeka kwa DT=2∘C. Joto linalotolewa kwa maji kutoka kwenye chumba wakati huu ni sawa na q=cвmвДT=84 kJ. Hii ina maana kwamba katika dakika 50 za kwanza, kiasi cha joto Q=5q=420 kJ kiliingia kwenye mchanganyiko kutoka kwenye chumba. Joto hili lilitumika kuyeyusha wingi wa ml ya barafu: Q = ml. Kwa hivyo, wingi wa barafu kwenye ndoo iliyoletwa ndani ya chumba ni sawa na ml = Q / l≈1.2 kg.

http://www.msuee.ru/html2/med_gidr/l3_4.html

MUHTASARI

"Miili inayoyeyuka"

Imekamilika:

Prysyazhnyuk Olga 9-A

Imechaguliwa:

Nevzorova Tatyana Igorevna

Utangulizi

1) Hesabu ya kiasi cha joto

2) kuyeyuka

3) joto maalum la fusion

4) Metali zinazoyeyuka

5) Viwango vya kuyeyuka na kuchemsha vya maji

6) Huyeyuka

7) Ukweli wa kuvutia juu ya kuyeyuka

Hitimisho (hitimisho)

Orodha ya fasihi iliyotumika

Utangulizi

Hali ya jumla ni hali ya suala inayojulikana na sifa fulani za ubora: uwezo au kutokuwa na uwezo wa kudumisha kiasi na sura, kuwepo au kutokuwepo kwa utaratibu wa muda mrefu na mfupi, na wengine. Mabadiliko katika hali ya mkusanyiko yanaweza kuambatana na mabadiliko ya ghafla katika nishati ya bure, entropy, wiani na mali zingine za kimsingi za mwili.

Kuna majimbo matatu kuu ya mkusanyiko: dhabiti, kioevu na gesi. Wakati mwingine si sahihi kabisa kuainisha plasma kama hali ya mkusanyiko. Kuna majimbo mengine ya mkusanyiko, kwa mfano, fuwele za kioevu au Bose-Einstein condensate.

Mabadiliko katika hali ya mkusanyiko ni michakato ya thermodynamic inayoitwa mabadiliko ya awamu. Aina zifuatazo zinajulikana: kutoka imara hadi kioevu - kuyeyuka; kutoka kioevu hadi gesi - uvukizi na kuchemsha; kutoka imara hadi gesi - usablimishaji; kutoka kwa gesi hadi kioevu au imara - condensation. Kipengele tofauti ni kutokuwepo kwa mpaka mkali wa mpito kwa hali ya plasma.

Kuelezea hali mbalimbali katika fizikia, dhana pana ya awamu ya thermodynamic hutumiwa. Matukio yanayoelezea mabadiliko kutoka awamu moja hadi nyingine huitwa matukio muhimu.

Imara: Hali inayodhihirishwa na uwezo wa kuhifadhi kiasi na umbo. Atomi za kitu kigumu hupitia mitetemo midogo tu kuzunguka hali ya usawa. Kuna utaratibu wa muda mrefu na mfupi.

Kioevu: Hali ya maada ambayo ina mgandamizo wa chini, yaani, inahifadhi kiasi vizuri, lakini haiwezi kuhifadhi umbo. Kioevu huchukua kwa urahisi sura ya chombo ambacho kinawekwa. Atomi au molekuli za kioevu hutetemeka karibu na hali ya usawa, iliyofungwa na atomi zingine, na mara nyingi huruka hadi sehemu zingine zisizo na malipo. Agizo la masafa mafupi pekee ndilo lililopo.

Gesi: Hali yenye sifa ya kubana vizuri, kukosa uwezo wa kuhifadhi kiasi na umbo. Gesi huelekea kuchukua kiasi chote kilichotolewa kwake. Atomi au molekuli za gesi hufanya kazi kwa uhuru, umbali kati yao ni kubwa zaidi kuliko saizi zao.

Majimbo mengine: Inapopozwa sana, baadhi ya vitu (si vyote) hubadilika na kuwa hali ya upitishaji maji kupita kiasi. Majimbo haya, kwa kweli, ni awamu tofauti za hali ya hewa, lakini haifai kabisa kuita majimbo mapya ya suala kwa sababu ya kutokuwepo kwa ulimwengu wote. Dutu tofauti tofauti kama vile pastes, jeli, kusimamishwa, erosoli, n.k., ambazo chini ya hali fulani huonyesha sifa za vitu vikali na vimiminika na hata gesi, kwa kawaida huainishwa kama nyenzo zilizotawanywa, na si kwa jumla ya hali yoyote maalum ya suala .

Kuyeyuka

Mchele. 1. Hali ya dutu safi (mchoro)

Mchele. 2. Kiwango myeyuko wa mwili wa fuwele

Mchele. 3. Kiwango cha kuyeyuka cha metali za alkali

Kuyeyuka ni mpito wa dutu kutoka hali ya fuwele (imara) hadi kioevu; hutokea kwa kunyonya joto (mpito ya awamu ya kwanza). Sifa kuu za muunganisho wa vitu safi ni kiwango cha kuyeyuka (Tm) na joto ambalo ni muhimu kutekeleza mchakato wa fusion (joto la fusion Qm).

Joto la P. hutegemea shinikizo la nje p; kwenye mchoro wa hali ya dutu safi, utegemezi huu unaonyeshwa na curve ya kuyeyuka (curve ya kuwepo kwa awamu imara na kioevu, AD au AD" katika Mchoro 1). Kuyeyuka kwa aloi na ufumbuzi imara hutokea, kama sheria, katika safu ya joto (isipokuwa ni eutectics na Tm ya mara kwa mara) Utegemezi wa joto la mwanzo na mwisho wa mpito wa aloi kwenye muundo wake kwa shinikizo fulani huonyeshwa kwenye michoro za serikali na mistari maalum (kioevu na curves solidus; tazama mifumo ya binary) kwa idadi ya misombo ya juu ya Masi (kwa mfano, vitu vinavyoweza kutengeneza fuwele za kioevu). hatua fulani ya uharibifu wa muundo wa fuwele.

Uwepo wa joto fulani P. - ishara muhimu muundo sahihi wa fuwele wa yabisi. Kwa kipengele hiki, zinaweza kutofautishwa kwa urahisi kutoka kwa yabisi ya amofasi ambayo haina uhakika wa kuyeyuka. Mango ya amofasi hubadilika na kuwa hali ya kimiminika hatua kwa hatua, ikipungua joto linapoongezeka (tazama hali ya Amofasi). Tungsten ina joto la juu zaidi kati ya metali safi (3410 °C), na zebaki ina kiwango cha chini kabisa (-38.9 °C). Michanganyiko ya kinzani haswa ni pamoja na: TiN (3200 °C), HfN (3580 °C), ZrC (3805 °C), TaC (4070 °C), HfC (4160 °C), n.k. Kama sheria, kwa vitu vyenye kiwango cha juu. Tmelt ina sifa ya maadili ya juu ya Qmelt. Uchafu uliopo katika vitu vya fuwele hupunguza kiwango chao cha kuyeyuka. Hii hutumiwa katika mazoezi kutengeneza aloi zilizo na kiwango cha chini cha kuyeyuka (tazama, kwa mfano, aloi ya Wood iliyo na kiwango myeyuko = 68 °C) na mchanganyiko wa baridi.

P. huanza wakati dutu ya fuwele inapofikia Tm. Tangu mwanzo wa mchakato hadi kukamilika kwake, joto la dutu linabaki mara kwa mara na sawa na Tmelt, licha ya kusambaza joto kwa dutu (Mchoro 2). Haiwezekani kuwasha fuwele joto hadi T > Tmelt katika hali ya kawaida (angalia Kuongeza joto), ambapo wakati wa fuwele, upoaji mkubwa wa kuyeyuka hupatikana kwa urahisi.

Hali ya utegemezi wa Tmel kwenye shinikizo p imedhamiriwa na mwelekeo wa mabadiliko ya volumetric (DVmel) kwa P. (angalia mlinganyo wa Clapeyron-Clausius). Katika hali nyingi, kutolewa kwa vitu kunafuatana na ongezeko la kiasi chao (kawaida kwa asilimia kadhaa). Ikiwa hutokea, basi ongezeko la shinikizo husababisha ongezeko la Tmelt (Mchoro 3). Hata hivyo, baadhi ya vitu (maji, idadi ya metali na metallidi, ona Mchoro 1) hupungua kwa kiasi wakati wa P. Joto la P. la vitu hivi hupungua kwa shinikizo la kuongezeka.

P. inaambatana na mabadiliko katika mali ya kimwili ya dutu: ongezeko la entropy, ambalo linaonyesha machafuko katika muundo wa fuwele wa dutu; ongezeko la uwezo wa joto na upinzani wa umeme [isipokuwa baadhi ya semimetals (Bi, Sb) na semiconductors (Ge), ambayo katika hali ya kioevu ina conductivity ya juu ya umeme]. Wakati wa P., upinzani wa shear hupungua karibu na sifuri (mawimbi ya elastic transverse hayawezi kueneza katika kuyeyuka, angalia Kioevu), kasi ya uenezi wa sauti (mawimbi ya longitudinal), nk hupungua.

Kulingana na dhana za kinetic za Masi, P. inafanywa kama ifuatavyo. Wakati joto hutolewa kwa mwili wa fuwele, nishati ya oscillation (oscillation amplitude) ya atomi zake huongezeka, ambayo husababisha ongezeko la joto la mwili na inachangia kuundwa kwa aina mbalimbali za kasoro katika kioo (nodi zisizojazwa za kimiani ya kioo - ukiukwaji wa periodicity ya kimiani na atomi iliyoingia kati ya nodes zake, nk., angalia Kasoro katika fuwele). Katika fuwele za molekuli, ukiukaji wa sehemu ya mwelekeo wa kuheshimiana wa shoka za Masi unaweza kutokea ikiwa molekuli hazina umbo la duara. Kuongezeka kwa taratibu kwa idadi ya kasoro na ushirika wao ni sifa ya hatua ya kuyeyuka. Tmelt inapofikiwa, mkusanyiko muhimu wa kasoro huundwa kwenye fuwele, na kupooza huanza - kimiani cha fuwele hutengana na kuwa sehemu ndogo za rununu kwa urahisi. Joto linalotolewa wakati wa P. halitumiwi kupasha mwili joto, lakini kuvunja vifungo vya interatomic na kuharibu mpangilio wa masafa marefu katika fuwele (angalia mpangilio wa masafa marefu na mpangilio wa masafa mafupi). Katika kanda ndogo ndogo zenyewe, mpangilio wa masafa mafupi katika mpangilio wa atomi haubadilika sana wakati wa mabadiliko (nambari ya uratibu wa kuyeyuka kwa Tm katika hali nyingi inabaki sawa na ile ya fuwele). Hii inaelezea maadili ya chini ya joto la fusion Qpl ikilinganishwa na joto la mvuke na mabadiliko madogo katika idadi ya mali ya kimwili ya dutu wakati wa uvukizi wao.

Mchakato wa mabadiliko una jukumu muhimu katika maumbile (usindikaji wa theluji na barafu kwenye uso wa Dunia, mabadiliko ya madini katika kina chake, nk) na katika teknolojia (uzalishaji wa metali na aloi, kutupwa kwa ukungu, nk). .

Joto maalum la fusion

Joto mahususi la muunganisho (pia: enthalpy ya muunganisho; pia kuna dhana sawa joto mahususi la uwekaji fuwele) - kiasi cha joto ambacho lazima kigawiwe kwa kitengo kimoja cha wingi wa dutu ya fuwele katika mchakato wa usawa wa isobariki-isothermal ili uhamishe kutoka kwa hali ngumu (ya fuwele) hadi kioevu (kiasi sawa cha joto iliyotolewa wakati wa fuwele ya dutu). Joto la fusion ni kesi maalum ya joto la mpito wa awamu ya kwanza. Tofauti hufanywa kati ya joto maalum la muunganisho (J/kg) na joto la molar (J/mol).

Joto maalum la muunganisho linaonyeshwa na herufi (barua ya Kigiriki lambda) Njia ya kuhesabu joto maalum la muunganisho ni:

ambapo ni joto maalum la muunganisho, ni kiasi cha joto kilichopokelewa na dutu wakati wa kuyeyuka (au iliyotolewa wakati wa fuwele), ni wingi wa dutu inayoyeyuka (crystallizing).

Metali zinazoyeyuka

Wakati wa kuyeyusha metali, sheria zinazojulikana lazima zifuatwe. Wacha tufikirie kuwa watayeyusha risasi na zinki. Uongozi utayeyuka haraka, kuwa na kiwango cha 327 °; zinki itabaki imara kwa muda mrefu, kwani kiwango chake cha kuyeyuka ni zaidi ya 419 °. Nini kinatokea kwa kusababisha na overheating vile? Itaanza kufunikwa na filamu ya rangi ya upinde wa mvua, na kisha uso wake utafichwa chini ya safu ya poda isiyoyeyuka. Risasi ilichomwa kutokana na kuongezeka kwa joto na oksidi, ikichanganya na oksijeni hewani. Utaratibu huu, kama unavyojulikana, hutokea kwa joto la kawaida, lakini wakati wa joto huendelea kwa kasi zaidi. Kwa hivyo, wakati zinki inapoanza kuyeyuka, kutakuwa na chuma kidogo sana cha risasi kilichobaki. Aloi itageuka kuwa ya muundo tofauti kabisa kuliko inavyotarajiwa, na kiasi kikubwa cha risasi kitapotea kwa namna ya taka. Ni wazi kwamba zinki zaidi ya kinzani lazima kwanza iyeyushwe na kisha risasi lazima iongezwe ndani yake. Kitu kimoja kitatokea ikiwa alloy zinki na shaba au shaba, inapokanzwa zinki kwanza. Zinki itaungua wakati shaba inapoyeyuka. Hii ina maana kwamba chuma kilicho na kiwango cha juu cha kuyeyuka lazima kiyeyushwe kwanza.

Lakini hii pekee haiwezi kuepuka ulevi. Ikiwa aloi iliyochomwa vizuri huwekwa kwa moto kwa muda mrefu, filamu huunda tena juu ya uso wa chuma kioevu kama matokeo ya mafusho. Ni wazi kwamba chuma cha fusible zaidi kitageuka tena kuwa oksidi na muundo wa alloy utabadilika; Hii ina maana kwamba chuma hawezi kuwa overheated kwa muda mrefu bila ya lazima. Kwa hiyo, wanajaribu kwa kila njia iwezekanavyo kupunguza upotevu wa chuma kwa kuiweka kwenye molekuli ya compact; vipande vidogo, vumbi la mbao, shavings kwanza "zimefungwa", vipande vya zaidi au chini ya ukubwa sawa vinayeyuka, huwashwa kwa joto la kutosha, na uso wa chuma unalindwa kutokana na kuwasiliana na hewa. Kwa kusudi hili, bwana anaweza kuchukua borax au kufunika tu uso wa chuma na safu ya majivu, ambayo daima itaelea juu (kutokana na mvuto wake maalum wa chini) na haitaingilia wakati wa kumwaga chuma. Wakati chuma kinapoimarishwa, jambo lingine hutokea, labda pia linajulikana kwa mafundi wachanga. Wakati chuma kigumu, hupungua kwa kiasi, na kupungua huku hutokea kwa sababu ya chembe za ndani, ambazo bado hazijaimarishwa za chuma. Unyogovu wa umbo la funnel zaidi au chini, kinachojulikana kama shrinkage, huundwa juu ya uso wa kutupwa au ndani yake. Kawaida ukungu huundwa kwa njia ambayo mashimo ya shrinkage huundwa katika sehemu hizo za kutupwa ambazo huondolewa baadaye, kujaribu kulinda bidhaa yenyewe iwezekanavyo. Ni wazi kwamba mashimo ya shrinkage huharibu utupaji na wakati mwingine inaweza kuifanya isiweze kutumika. Baada ya kuyeyuka, chuma huwashwa kidogo ili iwe nyembamba na moto zaidi na kwa hivyo ingejaza maelezo ya ukungu na isingefungia mapema kutokana na kuwasiliana na mold baridi.

Kwa kuwa kiwango cha kuyeyuka cha aloi kawaida ni cha chini kuliko kiwango cha kuyeyuka cha metali nyingi zinazounda aloi, wakati mwingine ni faida kufanya kinyume: kwanza kuyeyusha chuma kinachoyeyuka kwa urahisi zaidi, na kisha kinzani zaidi. Walakini, hii inaruhusiwa tu kwa metali ambazo hazina oksidi nyingi, au ikiwa metali hizi zinalindwa kutokana na oxidation nyingi. Unahitaji kuchukua chuma zaidi kuliko inavyotakiwa kwa kitu yenyewe, ili kujaza si tu mold, lakini pia channel sprue. Ni wazi kwamba lazima kwanza uhesabu kiasi kinachohitajika cha chuma.

Viwango vya kuyeyuka na kuchemsha vya maji

Mali ya kushangaza zaidi na yenye manufaa ya maji kwa asili hai ni uwezo wake wa kuwa kioevu chini ya hali ya "kawaida". Molekuli za misombo zinazofanana sana na maji (kwa mfano, H2S au H2Se molekuli) ni nzito zaidi, lakini chini ya hali sawa huunda gesi. Kwa hivyo, maji yanaonekana kupingana na sheria za jedwali la upimaji, ambalo, kama inavyojulikana, hutabiri lini, wapi na ni mali gani ya dutu itakuwa karibu. Kwa upande wetu, inafuata kutoka kwa meza kwamba mali ya misombo ya hidrojeni ya vipengele (inayoitwa hidridi) iko kwenye safu wima sawa inapaswa kubadilika monotonically na kuongezeka kwa wingi wa atomi. Oksijeni ni kipengele cha kundi la sita la jedwali hili. Katika kundi moja ni sulfuri S (yenye uzito wa atomiki 32), selenium Se (yenye uzito wa atomiki 79), tellurium Te (yenye uzito wa atomiki 128) na pollonium Po (yenye uzito wa atomiki 209). Kwa hiyo, mali ya hidridi ya vipengele hivi inapaswa kubadilika monotonically wakati wa kusonga kutoka kwa vipengele nzito hadi nyepesi, i.e. katika mlolongo H2Po → H2Te → H2Se → H2S → H2O. Ambayo ndio hufanyika, lakini tu na hidridi nne za kwanza. Kwa mfano, viwango vya kuchemsha na kuyeyuka huongezeka kadiri uzito wa atomiki wa vitu unavyoongezeka. Katika takwimu, misalaba inaonyesha pointi za kuchemsha za hidridi hizi, na miduara inaonyesha pointi za kuyeyuka.

Kama inavyoonekana, uzito wa atomiki unapopungua, joto hupungua kabisa kwa mstari. Eneo la kuwepo kwa awamu ya kioevu ya hidridi inazidi kuwa "baridi", na ikiwa hidridi ya oksijeni H2O ilikuwa kiwanja cha kawaida, sawa na majirani zake katika kundi la sita, basi maji ya kioevu yangekuwepo katika safu kutoka -80 ° C hadi. -95 ° C. Kwa joto zaidi, H2O inaweza kuwa gesi kila wakati. Kwa bahati nzuri kwetu na kwa maisha yote Duniani, maji hayatambui mifumo ya mara kwa mara lakini hufuata sheria zake.

Hii inaelezwa kwa urahisi kabisa - molekuli nyingi za maji zimeunganishwa na vifungo vya hidrojeni. Ni vifungo hivi vinavyotofautisha maji kutoka kwa hidridi ya kioevu H2S, H2Se na H2Te. Kama hawakuwepo, basi maji yangechemka kwa minus 95 °C. Nishati ya vifungo vya hidrojeni ni ya juu kabisa, na inaweza tu kuvunjwa kwa joto la juu zaidi. Hata katika hali ya gesi, idadi kubwa ya molekuli za H2O huhifadhi vifungo vyao vya hidrojeni, kuchanganya na kuunda (H2O) 2 dimers. Vifungo vya hidrojeni hupotea kabisa tu kwa joto la mvuke wa maji la 600 ° C.

Kumbuka kuwa kuchemsha ni wakati Bubbles za mvuke huunda ndani ya kioevu kinachochemka. Kwa shinikizo la kawaida maji safi majipu saa 100 "C. Ikiwa joto hutolewa kupitia uso wa bure, mchakato wa uvukizi wa uso utaharakishwa, lakini tabia ya mvuke ya volumetric ya kuchemsha haitoke. Kuchemsha kunaweza pia kupatikana kwa kupunguza shinikizo la nje, kwa kuwa katika kesi hii mvuke wa tabia ya kuchemsha haifanyiki. shinikizo la mvuke ni sawa na shinikizo la nje , hupatikana kwa joto la chini Juu ya mlima wa juu sana, shinikizo na, ipasavyo, kiwango cha kuchemsha ni cha chini sana kwamba maji huwa yasiyofaa kwa kupikia chakula - joto la maji linalohitajika. haijafikiwa kwa shinikizo la juu la kutosha, maji yanaweza kuwashwa kiasi kwamba risasi inaweza kuyeyuka ndani yake ( 327 ° C), na bado haiwezi kuchemsha.

Kwa kuongezea halijoto ya juu sana ya kuyeyuka ya kuyeyuka (na mchakato wa mwisho unahitaji joto la mchanganyiko ambalo ni kubwa sana kwa kioevu rahisi kama hicho), anuwai ya uwepo wa maji ni ya kushangaza - digrii mia ambazo halijoto hizi hutofautiana. anuwai kubwa kwa kioevu chenye uzito wa chini wa Masi kama maji. Mipaka mikubwa isiyo ya kawaida maadili yanayokubalika hypothermia na overheating ya maji - kwa inapokanzwa kwa uangalifu au baridi, maji hubaki kioevu kutoka -40 °C hadi +200 °C. Hii huongeza kiwango cha joto ambacho maji yanaweza kubaki kioevu hadi 240 ° C.

Wakati barafu inapokanzwa, joto lake huongezeka kwanza, lakini tangu wakati mchanganyiko wa maji na barafu unapoundwa, hali ya joto itabaki bila kubadilika hadi barafu yote itayeyuka. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba joto linalotolewa kwa barafu inayoyeyuka hutumiwa tu kwa uharibifu wa fuwele. Halijoto ya barafu inayoyeyuka hubaki bila kubadilika hadi fuwele zote ziharibiwe (tazama joto lililofichika la muunganiko).

Huyeyuka

Melts ni hali ya kioevu kuyeyuka ya dutu katika halijoto ndani ya mipaka fulani mbali na hatua muhimu kuyeyuka na iko karibu na kiwango cha kuyeyuka. Asili ya kuyeyuka huamuliwa kwa asili na aina ya vifungo vya kemikali vya vitu katika dutu iliyoyeyuka.

Melts hutumiwa sana katika madini, utengenezaji wa glasi na nyanja zingine za teknolojia. Kwa kawaida, melts ina utungaji tata na ina vipengele mbalimbali vya kuingiliana (angalia mchoro wa awamu).

Kuna kuyeyuka

1. Metali (Madini (jina linatokana na metali ya Kilatini - mgodi, mgodi) - kikundi cha vipengele vilivyo na sifa za metali, kama vile conductivity ya juu ya mafuta na umeme, mgawo mzuri wa joto wa upinzani, ductility ya juu na luster ya metali);

2. Ionic (Ion (Kigiriki cha kale ἰόν - kwenda) - chembe ya umeme ya monatomic au polyatomic inayoundwa kutokana na upotevu au faida ya elektroni moja au zaidi kwa atomi au molekuli. Ionization (mchakato wa uundaji wa ayoni) unaweza kutokea kwa joto la juu, chini ya yatokanayo na shamba la umeme);

3. Semiconductors na vifungo covalent kati ya atomi (Semiconductors ni nyenzo kwamba, katika conductivity yao maalum, kuchukua nafasi ya kati kati ya makondakta na dielectrics na tofauti na makondakta katika utegemezi mkubwa wa conductivity maalum juu ya mkusanyiko wa uchafu, joto na. aina mbalimbali mionzi. Mali kuu ya nyenzo hizi ni ongezeko la conductivity ya umeme na joto la kuongezeka);

4.Organic huyeyuka na bondi za van der Waals;

5. Polima ya juu (Polima (Kigiriki πολύ- - nyingi; μέρος - sehemu) - vitu vya isokaboni na vya kikaboni, vya amofasi na fuwele vilivyopatikana kwa kurudia mara kwa mara. makundi mbalimbali atomi zinazoitwa "vitengo vya monoma" vilivyounganishwa kwenye macromolecules ndefu na vifungo vya kemikali au uratibu)

Huyeyuka kulingana na aina ya misombo ya kemikali ni:

1. Chumvi;

2.Oksidi;

3.Oxide-silicate (slag), nk.

Inayeyuka na mali maalum:

1.Eutectic

Ukweli wa kuvutia juu ya kuyeyuka

Nafaka za barafu na nyota.

Lete kipande barafu safi kwenye chumba chenye joto na kuitazama ikiyeyuka. Itakuwa haraka kuwa wazi kwamba barafu, ambayo ilionekana monolithic na homogeneous, hugawanyika katika nafaka nyingi ndogo - fuwele za mtu binafsi. Ziko chaotically katika kiasi cha barafu. Hakuna kidogo picha ya kuvutia inaweza kuonekana wakati barafu inayeyuka kutoka kwa uso.

Kuleta kipande cha barafu laini kwenye taa na kusubiri hadi ianze kuyeyuka. Kiwango cha kuyeyuka kinapofikia nafaka za ndani, mifumo mizuri sana itaanza kuonekana. Kwa kioo cha kukuza nguvu unaweza kuona kwamba wana sura ya theluji za hexagonal. Kwa kweli, haya ni unyogovu wa thawed uliojaa maji. Sura na mwelekeo wa miale yao inalingana na mwelekeo wa fuwele za barafu. Mifumo hii inaitwa "nyota za Tyndale" kwa heshima ya mwanafizikia wa Kiingereza ambaye aliigundua na kuielezea mnamo 1855. Nyota za Tyndall, ambazo zinaonekana kama vipande vya theluji, kwa kweli ni miteremko kwenye uso wa barafu iliyoyeyuka karibu 1.5 mm kwa saizi, iliyojaa maji. Katikati yao, Bubbles za hewa zinaonekana, ambazo ziliibuka kwa sababu ya tofauti ya idadi ya barafu iliyoyeyuka na maji kuyeyuka.

JE, WAJUA?

Kuna chuma, kinachojulikana kama aloi ya Wood, ambayo inaweza kuyeyuka kwa urahisi hata katika maji ya joto (+68 digrii Celsius). Kwa hiyo, wakati wa kuchochea sukari katika kioo, kijiko cha chuma kilichofanywa kwa alloy hii kitayeyuka kwa kasi zaidi kuliko sukari!

Dutu kinzani zaidi, tantalum carbide TaC0-88, huyeyuka kwa joto la 3990°C.

Mnamo mwaka wa 1987, watafiti wa Ujerumani waliweza kuimarisha maji kwa joto la -700C, na kuiweka katika hali ya kioevu.

Wakati mwingine, ili kufanya theluji kwenye barabara kuyeyuka kwa kasi, hunyunyizwa na chumvi. Kuyeyuka kwa barafu hutokea kwa sababu ufumbuzi wa chumvi katika maji hutengenezwa, hatua ya kufungia ambayo ni ya chini kuliko joto la hewa. Suluhisho hutiririka tu kando ya barabara.

Inashangaza, miguu yako hupata baridi kwenye lami ya mvua, kwa kuwa joto la suluhisho la chumvi na maji ni la chini kuliko joto la theluji safi.

Ikiwa unamwaga chai kutoka kwa teapot ndani ya mugs mbili: na sukari na bila sukari, basi chai katika mug na sukari itakuwa baridi, kwa sababu nishati pia hutumiwa kufuta sukari (kuharibu kimiani yake ya kioo).

Saa baridi kali Ili kurejesha laini ya barafu, rink ya skating ina maji maji ya moto.. Maji ya moto huyeyuka safu nyembamba ya juu ya barafu, haina kufungia haraka sana, ina wakati wa kuenea, na uso wa barafu hugeuka kuwa laini sana.

Hitimisho (hitimisho)

Kuyeyuka ni mpito wa dutu kutoka kigumu hadi hali ya kioevu.

Inapokanzwa, joto la dutu huongezeka, na kasi ya harakati ya joto ya chembe huongezeka, wakati nishati ya ndani ya mwili huongezeka.

Wakati halijoto ya kigumu inapofikia kiwango chake cha kuyeyuka, kimiani cha kioo kigumu huanza kuporomoka. Kwa hivyo, sehemu kuu ya nishati ya heater iliyofanywa kwa mwili imara inakwenda kupunguza vifungo kati ya chembe za dutu, yaani, kuharibu kimiani ya kioo. Wakati huo huo, nishati ya mwingiliano kati ya chembe huongezeka.

Dutu iliyoyeyuka ina hifadhi kubwa ya nishati ya ndani kuliko katika hali ngumu. Sehemu iliyobaki ya joto la fusion hutumiwa kufanya kazi ili kubadilisha kiasi cha mwili wakati wa kuyeyuka kwake.

Wakati wa kuyeyuka, kiasi cha miili mingi ya fuwele huongezeka (kwa 3-6%), na wakati wa kuimarisha hupungua. Lakini kuna vitu ambavyo kiasi chake hupungua wakati kinayeyuka, na kinapoimarishwa kinaongezeka. Hizi ni pamoja na, kwa mfano, maji na chuma cha kutupwa, silicon na wengine wengine. . Hii ndiyo sababu barafu huelea juu ya uso wa maji, na chuma kigumu cha kutupwa huelea katika kuyeyuka kwake.

Vigumu vinavyoitwa amofasi (amber, resin, kioo) hazina kiwango maalum cha kuyeyuka.

Kiasi cha joto kinachohitajika kuyeyusha dutu ni sawa na bidhaa ya joto maalum la mchanganyiko na wingi wa dutu hii.

Joto maalum la fusion linaonyesha ni kiasi gani cha joto kinachohitajika ili kubadilisha kabisa kilo 1 ya dutu kutoka imara hadi kioevu, iliyochukuliwa kwa kiwango cha kuyeyuka.

Kitengo cha SI cha joto maalum la muunganisho ni 1J/kg.

Wakati wa mchakato wa kuyeyuka, joto la kioo hubaki mara kwa mara. Joto hili linaitwa kiwango cha kuyeyuka. Kila dutu ina kiwango chake cha kuyeyuka.

Kiwango cha kuyeyuka kwa dutu fulani inategemea shinikizo la anga.

Orodha ya fasihi iliyotumika

1) Data kutoka kwa encyclopedia ya bure ya elektroniki "Wikpedia"

http://ru.wikipedia.org/wiki/Main_page

2) Tovuti "Fizikia ya baridi kwa wadadisi" http://class-fizika.narod.ru/8_11.htm

3) Tovuti "Sifa za Kimwili za maji"

http://all-about-water.ru/boiling-temperature.php

4) Tovuti "Metali na Miundo"

http://metaloconstruction.ru/osnovy-plavleniya-metallov/