Kas nutinka medžiagos molekulėms, kai medžiaga
ar jis skirtingose agregacijos būsenose?
koks medžiagos molekulių greitis?
koks atstumas tarp molekulių?
koks jausmas tarpusavio susitarimas molekules?
dujų
skystis
sunku
kūnas
Medžiagos perkėlimas iš kietojoį skystį
vadinamas tirpimu
Kūnui suteikiama energija
medžiagos?
jų
vieta?
Kada kūnas pradės tirpti?
kai tirpsta?
kai tirpsta?
Medžiagos perkėlimas iš skysta būsenaį kietą
vadinama kristalizacija
skystis išskiria energiją
Kaip tai keičiasi vidinė energija
medžiagos?
vieta?
Kada kūnas pradės kristalizuotis?
Ar keičiasi medžiagos molekulės?
kristalizacijos metu?
Kaip keičiasi medžiagos temperatūra?
kristalizacijos metu?
Fizinis kiekis, rodantis kiek šilumos
reikia konvertuoti 1 kg kristalinė medžiaga, paimtas
lydymosi temperatūroje, į tokios pat temperatūros skystį, vadinamas
specifinė sintezės šiluma
Matavimo vienetas:
J
kilogramas
Nurodoma:
, t C
3t
2t
1t
Absorbcija Q
Pasirinkimas Q
m
K
tirpstantis
m
K
grūdinimas
šildymas
t tirpsta = t kietėja
O
X
l
A
ir
d
, tmin
e
n
Ir
e
„Skaityti diagramą“
Kuri grafiko dalis atitinka vidinės energijos padidėjimą
Kurios grafiko dalys atitinka temperatūros padidėjimą
Apibūdinkite pradinę būseną
Kokios transformacijos vyksta su medžiaga?
medžiagos? mažinti?
medžiagos? mažinti?
medžiagų
1
3
2
4
„Skaityti diagramą“
Kuriuo momentu prasidėjo medžiagos lydymosi procesas?
Kuriuo laiko momentu medžiaga kristalizavosi?
Kokia yra medžiagos lydymosi temperatūra? kristalizacija?
Kiek tai truko: šildymas kietas;
medžiagos lydymas;
skysčio aušinimas?
Patikrinkite save!
1. Kai kūnas tirpsta...
a) šiluma gali būti sugerta ir išleista.
b) šiluma neįsisavinama ir neišleidžiama.
c) sugeriama šiluma.
d) išsiskiria šiluma.
2. Kai skystis kristalizuojasi...
a) temperatūra gali kilti arba kristi.
b) temperatūra nesikeičia.
c) temperatūra mažėja.
d) temperatūra pakyla.
3. Lydant kristalinis kūnas...
a) temperatūra mažėja.
b) temperatūra gali kilti arba kristi.
c) temperatūra nesikeičia.
d) temperatūra pakyla.
4. Vykdant agregatines medžiagos transformacijas, medžiagos molekulių skaičius...
a) nesikeičia.
b) gali tiek didėti, tiek mažėti.
c) mažėja.
d) didėja.
Atsakymas: 1c 2b 3c 4a
Medžiagos perėjimas iš skystos būsenos į
dujinis vadinamas garavimu
Kaip keičiasi vidinė energija?
medžiagos garinimo metu?
Kaip kinta molekulių energija ir
jų vieta?
Ar keičiasi medžiagos molekulės?
garo generavimo metu?
Kaip keičiasi temperatūra?
medžiagos garinimo metu?
Medžiagos perkėlimas iš dujinė būsenaį skystį
vadinamas kondensacija
Kaip keičiasi vidinė energija?
medžiagos kondensacijos metu?
Kaip kinta molekulių energija ir
jų vieta?
Ar keičiasi medžiagos molekulės?
kondensacijos metu?
Garinimas - garinimas,
kilusius iš skysčio paviršiaus
1. Kokios molekulės palieka skystį
išgaruojant?
2. Kaip kinta vidinė energija
skystis garavimo metu?
3. Kokioje temperatūroje gali
ar vyksta garavimas?
4. Kaip kinta skysčio masė, kai
garavimas?
Paaiškink kodėl:
Ar vanduo iš lėkštės išgaravo greičiau?
Ar buvo sutrikusi svarstyklių pusiausvyra?
po kelių dienų lygis kitoks
skysčiai tapo kitokie.
Paaiškinkite
Kaip įvyks garavimas, jei
Ar vėjas pūs virš skysčio?
Kodėl vanduo iš lėkštės išgaruoja greičiau nei iš dubens?
verdantis
1. Kas susidaro ant stiklainio sienelių, jei ji
Kiek laiko sėdėjo su vandeniu?
2. Kas yra šiuose burbuluose?
3. Paviršiaus burbuliukai tuo pačiu metu
yra skysčio paviršius. Kas nutiks
atsiranda nuo paviršiaus burbuliukų viduje?
verdantis
Karštas Ledas
Esame įpratę manyti, kad vanduo
negali būti kietos būsenos
esant t virš 0 0С.
Anglų fizikas Bridžmanas
pasakė, kad vandens slėgis p ~
2*109 Pa išlieka kietas net esant
t = 76 0С. Tai yra vadinamasis „eiti“
karštas ledas 5". Neimk jo
prašau, apie šios veislės savybes
Ledo savybės buvo išmoktos netiesiogiai.
„Karštas ledas“ yra tankesnis už vandenį (1050
kg/m3), skęsta vandenyje.
Šiandien daugiau nei 10 skirtingų
ledo vaizdai su nuostabiais
savybes.
Sausas ledas
Kai anglys deginamos, tai gali būti
Tai ne karšta, o šalta. Dėl
ši anglis deginama katiluose,
susidarę dūmai išvalomi ir
į ją įkliuvo anglies dioksidas.
Jis atšaldomas ir suspaudžiamas iki
slėgis 7*106 Pa. Paaiškėja
skystas anglies dioksidas. Jis saugomas
storasienių cilindrų.
Atidarius čiaupą, skystis
anglies dioksidas smarkiai plečiasi ir
atvėsta, tampa vientisa
Pūtu anglies dioksidą - „sausą ledą“.
Įtakoja javų karštis
sausas ledas iš karto virsta dujomis,
apeinant skystą būseną.
Modelis idealios dujos, naudojamas dujų molekulinėje kinetinėje teorijoje, leidžia pakankamai apibūdinti išretintų tikrų dujų elgseną aukšta temperatūra Ir žemas slėgis. Išvedant idealių dujų būsenos lygtį, neatsižvelgiama į molekulių dydžius ir jų tarpusavio sąveiką. Padidėjus slėgiui, mažėja vidutinis atstumas tarp molekulių, todėl būtina atsižvelgti į molekulių tūrį ir jų tarpusavio sąveiką. Taigi, 1 m 3 dujų at normaliomis sąlygomis yra 2,68 × 10 25 molekulės, užimančios apie 10–4 m 3 tūrį (molekulės spindulys apie 10–10 m), kurių galima nepaisyti, lyginant su dujų tūriu (1 m 3). Esant 500 MPa (1 atm = 101,3 kPa) slėgiui, molekulių tūris jau bus pusė viso dujų tūrio. Taigi, kada aukšto slėgio Ir žemos temperatūros nurodytas idealių dujų modelis yra netinkamas.
Peržiūrint tikros dujos- reikia atsižvelgti į dujas, kurių savybės priklauso nuo molekulių sąveikos jėga tarpmolekulinė sąveika. Jie atsiranda 10–9 m atstumu ir greitai mažėja didėjant atstumui tarp molekulių. Tokios jėgos vadinamos trumpo veikimo.
Kaip idėjos apie atomo sandarą ir Kvantinė mechanika, buvo nustatyta, kad medžiagos tarp molekulių veikia vienu metu patrauklios ir atstumiančios jėgos. Fig. 88, A pateikta kokybinė tarpmolekulinės sąveikos jėgų priklausomybė nuo atstumo r tarp molekulių, kur F apie ir F n - atitinkamai atstumiančios ir traukiančios jėgos, a F- jų rezultatas. Svarstomos atstumiančios jėgos teigiamas, ir jėga abipusė trauka - neigiamas.
Ant atstumo r=r 0 gaunamoji jėga F= 0, tie. traukos ir atstūmimo jėgos subalansuoja viena kitą. Taigi atstumas r 0 atitinka pusiausvyros atstumą tarp molekulių, kurioje jos būtų, jei nebūtų šiluminio judėjimo. At r< r 0 vyrauja atstumiančios jėgos ( F> 0), adresu r>r 0 - traukos jėgos ( F<0). Atstumais r> 10–9 m praktiškai nėra tarpmolekulinės sąveikos jėgų ( F®0).
Elementarus darbas dA jėga F didėjant atstumui tarp molekulių d r atsiranda mažinant molekulių tarpusavio potencinę energiją, t.y.
(60.1)
Iš molekulių sąveikos potencialios energijos kokybinės priklausomybės nuo atstumo tarp jų analizės (88 pav. b) tai reiškia, kad jei molekulės yra viena nuo kitos tokiu atstumu, kuriame tarpmolekulinės sąveikos jėgos neveikia ( r®¥), tada P=0. Palaipsniui artėjant molekulėms tarp jų atsiranda patrauklios jėgos ( F<0), которые совершают положительную работу (dA=F d r> 0). Tada pagal (60.1) potencinė energija sąveika mažėja, pasiekdama minimumą ties r=r 0 . At r<r 0 mažėja r atstumiančios jėgos ( F>0) smarkiai padidėja, o prieš juos atliktas darbas yra neigiamas ( dA=F d r<0). Потенциальная энергия начинает тоже резко возрастать и становится положительной. Из данной потенциальной кривой следует, что система из двух взаимодействующих молекул в состоянии устойчивого равновесия (r=r 0) turi minimalią potencialią energiją.
Įvairių medžiagos agregacijos būsenų kriterijus yra santykis tarp reikšmių P min ir kT. P min – mažiausia potenciali molekulių sąveikos energija – lemia darbą, kurį reikia atlikti prieš traukos jėgas, norint atskirti pusiausvyroje esančias molekules ( r=r 0); kT nustato dvigubą vidutinę energiją vienam chaotiško (šiluminio) molekulių judėjimo laisvės laipsniui.
Jei P min<<kT, tada medžiaga yra dujinės būsenos, nes intensyvus terminis molekulių judėjimas neleidžia susijungti molekulėms, kurios priartėjo prie atstumo r 0, t.y. agregatų susidarymo iš molekulių tikimybė yra gana maža. Jei P min >> kT, tada medžiaga yra kietos būsenos, nes molekulės, traukdamos viena kitą, negali nutolti dideliais atstumais ir svyruoti aplink pusiausvyros padėtį, kurią lemia atstumas. r 0 . Jei П min » kT, tada medžiaga yra skystos būsenos, nes dėl šiluminio judėjimo molekulės juda erdvėje, keisdamosi vietomis, bet nenukrypdamos iki didesnio atstumo r 0 .
Taigi bet kuri medžiaga, priklausomai nuo temperatūros, gali būti dujinės, skystos arba kietos agregacijos būsenos, o perėjimo iš vienos agregacijos būsenos į kitą temperatūra priklauso nuo tam tikros medžiagos P min reikšmės. Pavyzdžiui, inertinėms dujoms P min yra maža, o metalams – didelė, todėl įprastoje (kambario) temperatūroje jos yra atitinkamai dujinės ir kietosios būsenos.
Pagrindiniai molekulinės kinetinės teorijos principai:
Visos medžiagos sudarytos iš molekulių, o molekulės – iš atomų,
atomai ir molekulės nuolat juda,
· tarp molekulių yra traukos ir atstūmimo jėgos.
IN dujų molekulės juda chaotiškai, atstumai tarp molekulių dideli, molekulinės jėgos mažos, dujos užima visą joms suteiktą tūrį.
IN skysčių molekulės tvarkingai išdėstytos tik nedideliais atstumais, o dideliais atstumais pažeidžiama išdėstymo tvarka (simetrija) - „trumpojo nuotolio tvarka“. Molekulinės traukos jėgos išlaiko molekules arti viena kitos. Molekulių judėjimas yra „šokinėjimas“ iš vienos stabilios padėties į kitą (dažniausiai vieno sluoksnio viduje. Šis judėjimas paaiškina skysčio sklandumą. Skystis neturi formos, bet turi tūrį.
Kietosios medžiagos yra medžiagos, išlaikančios savo formą, skirstomos į kristalines ir amorfines. Kristalinės kietosios medžiagos kūnai turi kristalinę gardelę, kurios mazguose gali būti jonų, molekulių ar atomų. Jie svyruoja stabilių pusiausvyros padėčių atžvilgiu. Kristalinės gardelės visame tūryje turi taisyklingą struktūrą – išsidėstymo „ilgojo nuotolio tvarka“.
Amorfiniai kūnai išlaiko savo formą, bet neturi kristalinė gardelė ir dėl to neturi ryškios lydymosi temperatūros. Jie vadinami užšaldytais skysčiais, nes jie, kaip ir skysčiai, turi „trumpojo nuotolio“ molekulinio išdėstymo tvarką.
Didžioji dauguma medžiagų kaitinant plečiasi. Tai lengvai paaiškinama iš mechaninės šilumos teorijos perspektyvos, nes kaitinant medžiagos molekulės arba atomai pradeda judėti greičiau. Kietose medžiagose atomai pradeda vibruoti didesne amplitude aplink savo vidutinę padėtį kristalinėje gardelėje ir jiems reikia daugiau laisvos vietos. Dėl to kūnas plečiasi. Taip pat skysčiai ir dujos didžiąja dalimi plečiasi didėjant temperatūrai, nes didėja laisvųjų molekulių šiluminio judėjimo greitis ( cm. Boyle-Marriott dėsnis, Charleso įstatymas, idealių dujų būsenos lygtis).
Pagrindinis šiluminio plėtimosi dėsnis teigia, kad linijinio dydžio kūnas L atitinkamame matmenyje, kai jo temperatūra padidėja Δ T plečiasi dydžiu Δ L, lygus:
Δ L = αLΔ T
Kur α - vadinamasis linijinio šiluminio plėtimosi koeficientas. Galimos panašios formulės kūno ploto ir tūrio pokyčiams apskaičiuoti. Paprasčiausiu pateiktu atveju, kai šiluminio plėtimosi koeficientas nepriklauso nei nuo temperatūros, nei nuo plėtimosi krypties, medžiaga tolygiai plėsis visomis kryptimis griežtai pagal aukščiau pateiktą formulę.
Inžinieriams šiluminis plėtimasis yra gyvybiškai svarbus reiškinys. Projektuojant plieninį tiltą per upę žemyninio klimato mieste, neįmanoma neatsižvelgti į galimus temperatūros pokyčius, svyruojančius nuo -40°C iki +40°C ištisus metus. Dėl tokių skirtumų bendras tilto ilgis pasikeis iki kelių metrų, o kad tiltas vasarą nevirstų, o žiemą nepatirtų didelių tempimo apkrovų, projektuotojai tiltą komponuoja iš atskirų atkarpų, jas sujungiant. su specialiais šiluminio buferio jungtys, kurios yra dantų eilės, kurios susijungia, bet nėra tvirtai sujungtos, stipriai užsidaro karštyje ir gana plačiai išsiskiria šaltyje. Ant ilgo tilto tokių buferių gali būti nemažai.
Tačiau ne visos medžiagos, ypač kristalinės kietosios medžiagos, vienodai plečiasi visomis kryptimis. Ir ne visos medžiagos vienodai plečiasi esant skirtingoms temperatūroms. Ryškiausias pastarosios rūšies pavyzdys yra vanduo. Atvėsęs vanduo pirmiausia susitraukia, kaip ir dauguma medžiagų. Tačiau nuo +4°C iki 0°C užšalimo temperatūros vanduo vėsdamas pradeda plėstis, o kaitinant – trauktis (remiantis aukščiau pateikta formule, galima teigti, kad temperatūros diapazone nuo 0°C iki +4°C vandens šiluminio plėtimosi koeficientas α įgauna neigiamą reikšmę). Dėl šio reto efekto žemės jūros ir vandenynai neužšąla iki dugno net esant stipriausioms šalnoms: šaltesnis nei +4°C vanduo tampa mažiau tankus nei šiltesnis ir išplaukia į paviršių, išstumdamas vandenį iki temperatūros. virš +4°C iki apačios.
Tai, kad ledo specifinis tankis yra mažesnis už vandens tankį, yra dar viena (nors ir nesusijusi su ankstesne) anomali vandens savybė, kuriai priklauso mūsų planetoje gyvybė. Jei ne šis efektas, ledas nugrimztų į upių, ežerų ir vandenynų dugną, o jie vėl užšaltų iki dugno, sunaikindami visus gyvius.
34. Idealiųjų dujų dėsniai. Idealiųjų dujų būsenos lygtis (Mendelejevas-Klapeironas). Avogadro ir Daltono dėsniai.
Molekulinė kinetinė teorija naudoja idealių dujų modelį, kuriame atsižvelgiama į:
1) vidinis dujų molekulių tūris yra nereikšmingas, palyginti su talpyklos tūriu;
2) tarp dujų molekulių nėra sąveikos jėgų;
3) dujų molekulių susidūrimai tarpusavyje ir su indo sienelėmis yra absoliučiai elastingi.
Tikros dujos žemame slėgyje ir aukštoje temperatūroje savo savybėmis yra artimos idealioms dujoms.
Panagrinėkime empirinius dėsnius, apibūdinančius idealių dujų elgseną.
1. Boyle-Mariotte dėsnis: tam tikrai dujų masei esant pastoviai temperatūrai dujų slėgio ir tūrio sandauga yra pastovi:
pV = pastovus, kai T = pastovus, m = pastovus (7)
Procesas, vykstantis esant pastoviai temperatūrai, vadinamas izoterminiu. Kreivė, vaizduojanti ryšį tarp reikšmių p ir V, apibūdinančių medžiagos savybes pastovioje temperatūroje, vadinama izoterma. Izotermos – tai hiperbolės, esančios aukščiau, tuo aukštesnėje temperatūroje vyksta procesas (1 pav.).
Ryžiai. 1. Idealiųjų dujų slėgio priklausomybė nuo tūrio esant pastoviai temperatūrai
2. Gay-Lussac dėsnis: tam tikros dujų masės tūris esant pastoviam slėgiui kinta tiesiškai priklausomai nuo temperatūros:
V = V 0 (1+αt), kai p = const, m = const (8)
Čia t – temperatūra Celsijaus skalėje, V 0 – dujų tūris esant 0 o C, α = (1/273) K -1 – dujų tūrinio plėtimosi temperatūros koeficientas.
Procesas, vykstantis esant pastoviam slėgiui ir pastoviai dujų masei, vadinamas izobariniu. Izobarinio proceso metu tam tikros masės dujoms tūrio ir temperatūros santykis yra pastovus:
Diagramoje koordinatėmis (V,t) šis procesas pavaizduotas tiesia linija, vadinama izobara (2 pav.).
Ryžiai. 2. Idealiųjų dujų tūrio priklausomybė nuo temperatūros esant pastoviam slėgiui
3. Charleso dėsnis: tam tikros dujų masės slėgis esant pastoviam tūriui kinta tiesiškai priklausomai nuo temperatūros:
p = p 0 (1 + αt), kai p = pastovus, m = pastovus (9)
Čia t – temperatūra Celsijaus skalėje, p 0 – dujų slėgis esant 0 o C, α = (1/273) K -1 – dujų tūrinio plėtimosi temperatūros koeficientas.
Procesas, vykstantis esant pastoviam dujų tūriui ir pastoviai masei, vadinamas izochoriniu. Izochorinio proceso metu tam tikros masės dujoms slėgio ir temperatūros santykis yra pastovus:
Diagramoje koordinatėmis šis procesas pavaizduotas tiesia linija, vadinama izochora (3 pav.).
Ryžiai. 3. Idealiųjų dujų slėgio priklausomybė nuo temperatūros esant pastoviam tūriui
Įvedus termodinaminę temperatūrą T į (8) ir (9) formules, Gay-Lussac ir Charles dėsniams galima suteikti patogesnę formą:
V = V 0 (1 + αt) = V 0 = V 0 αT (10)
p = p 0 (1 + αt) = p 0 = p 0 αT (11)
Avogadro dėsnis: bet kokių dujų moliai toje pačioje temperatūroje ir slėgyje užima vienodus tūrius.
Taigi normaliomis sąlygomis vienas molis bet kokių dujų užima 22,4 m -3 tūrį. Esant tokiai pačiai temperatūrai ir slėgiui, bet kurios dujos turi tiek pat molekulių tūrio vienete.
Įprastomis sąlygomis 1 m 3 bet kokių dujų yra dalelių, vadinamų Loschmidto skaičiumi:
N L =2,68·10 25 m -3.
Daltono dėsnis: idealių dujų mišinio slėgis lygus jame esančių dujų dalinių slėgių p 1 , p 2 ,..., p n sumai:
p=p 1 +p 2 +....+p n
Dalinis slėgis yra slėgis, kurį sukurtų į dujų mišinį įtrauktos dujos, jei jos užimtų tūrį, lygų mišinio tūriui toje pačioje temperatūroje.
A. S. Puškinas „Eugenijus Oneginas“. Ryte Tatjana pamatė išbalusį kiemą lange, Viščiukus, stogus ir tvorą, Šviesos raštus ant stiklo, Medžius žiemos sidabru...
Klausimas: ką jie reprezentuoja fizikos požiūriu?
Ant stiklo yra šviesių raštų,
Atsakymas: Sušalusio vandens kristalai, jo kietoji būsena.
. E. Baratynsky „Pavasaris“. Srautai triukšmingi! Upeliai šviečia! Upė riaumodama neša ant pergalingo kalnagūbrio ledą, kurį iškėlė!
Klausimas: Kokiame
Ar vanduo yra agregacijos būsenoje?
Atsakymas: Vanduo skystos ir kietos agregacijos būsenoje.
Sniego moterys meta svorį, tirpsta. Turi būti jų eilė. Skamba upeliai – pavasario pasiuntiniai. Ir jie pažadina ledo dreifą. V. Kremnevas.
- Kokie pokyčiai įvyko gamtoje?
2. Apie kokią medžiagą mes kalbame?
Kas nutinka medžiagos molekulėms, kai medžiaga yra skirtingose agregacijos būsenose?
- koks medžiagos molekulių greitis?
- koks atstumas tarp molekulių?
- koks yra santykinis molekulių išsidėstymas?
- skystis
- kietas
Medžiagos perėjimas iš kietos į skystą vadinamas tirpstantis
Kūnui suteikiama energija
Kada kūnas pradės tirpti?
Ar medžiagos molekulės keičiasi jai tirpstant?
Kaip keičiasi medžiagos temperatūra tirpstant?
Medžiagos perėjimas iš skystos būsenos į kietą vadinamas kristalizacija
skystis išskiria energiją
Kaip keičiasi medžiagos vidinė energija?
Kaip kinta molekulių energija ir jų išsidėstymas?
Kada kūnas pradės kristalizuotis?
Ar kristalizacijos metu keičiasi medžiagos molekulės?
Kaip kinta medžiagos temperatūra kristalizacijos metu?
šildymas
aušinimas
Fizinis dydis, parodantis, kiek šilumos reikia 1 kg kristalinės medžiagos, paimtos lydymosi temperatūroje, paversti tos pačios temperatūros skysčiu, vadinamas specifine lydymosi šiluma.
Nurodoma:
Matavimo vienetas:
Absorbcija K
Pasirinkimas K
grūdinimas
tirpstantis
t tirpsta = t kietėja
„Skaityti diagramą“
Apibūdinkite pradinę medžiagos būseną
Kokios transformacijos vyksta su medžiaga?
Kurias grafiko dalis atitinka augimas medžiagos temperatūra? mažinti ?
Kuri grafiko dalis atitinka augimas vidinė materijos energija? mažinti ?
„Skaityti diagramą“
Kuriuo momentu prasidėjo medžiagos lydymosi procesas?
Kuriuo laiko momentu medžiaga kristalizavosi?
Kokia yra medžiagos lydymosi temperatūra? kristalizacija?
Kiek laiko užtruko: kaitinant kietą;
medžiagos lydymas;
skysčio aušinimas?
Patikrinkite save!
1. Kai kūnas tirpsta...
a) šiluma gali būti sugerta ir išleista.
b) šiluma neįsisavinama ir neišleidžiama.
c) sugeriama šiluma.
d) išsiskiria šiluma.
2. Kai skystis kristalizuojasi...
a) temperatūra gali kilti arba kristi.
b) temperatūra nesikeičia.
c) temperatūra mažėja.
d) temperatūra pakyla.
3. Kai kristalinis kūnas ištirpsta...
a) temperatūra mažėja.
b) temperatūra gali kilti arba kristi.
c) temperatūra nesikeičia.
d) temperatūra pakyla.
4. Vykdant agregatines medžiagos transformacijas, medžiagos molekulių skaičius...
a) nesikeičia.
b) gali tiek didėti, tiek mažėti.
c) mažėja.
d) didėja.
Atsakymas: 1-c 2-b 3-c 4-a
Namų darbai:
- 3. Mano nuotaika klasėje. Blogas Geras Puikus
Medžiagos perėjimas iš skystos į dujinę būseną vadinamas garinimas
Kaip keičiasi medžiagos vidinė energija garuojant?
Kaip kinta molekulių energija ir jų išsidėstymas?
Ar garuojant keičiasi medžiagos molekulės?
Kaip keičiasi medžiagos temperatūra garuojant?
Medžiagos perėjimas iš dujinės būsenos į skystą vadinamas kondensacija
Kaip keičiasi medžiagos vidinė energija kondensacijos metu?
Kaip kinta molekulių energija ir jų išsidėstymas?
Ar medžiagos molekulės keičiasi kondensacijos metu?
Garavimas yra garų susidarymas iš skysčio paviršiaus.
1. Kokios molekulės išgaruoja iš skysčio?
2. Kaip kinta skysčio vidinė energija garuojant?
3. Kokioje temperatūroje gali vykti garavimas?
4. Kaip kinta skysčio masė garuojant?
Paaiškink kodėl:
Ar vanduo iš lėkštės išgaravo greičiau?
Ar buvo sutrikusi svarstyklių pusiausvyra?
po kelių dienų skirtingų skysčių lygiai tapo skirtingi.
Paaiškinkite
Kaip įvyks garavimas, jei vėjas pūs virš skysčio?
Kodėl vanduo iš lėkštės išgaruoja greičiau nei iš dubens?
1. Kas susidaro ant stiklainio sienelių, jei jis ilgai stovi su vandeniu?
2. Kas yra šiuose burbuluose?
3. Burbuliukų paviršius kartu yra ir skysčio paviršius. Kas atsitiks nuo paviršiaus burbuliukų viduje?
Palyginkite procesus garinimas ir virimas
garinimas
1. Kurioje skysčio dalyje vyksta garavimas?
2. Kokie skysčio temperatūros pokyčiai vyksta garavimo procese?
3. Kaip garuojant kinta skysčio vidinė energija?
4. Kas lemia proceso greitį?
Dujų ir garų darbas plėtimosi metu
1. Kodėl kartais atšoka virdulio dangtis, kai jame verda vanduo?
2. Kai garai stumia virdulio dangtį, ką tai daro?
3. Kokie energijos virsmai įvyksta atšokus dangčiui?
Sausas ledas
Kai deginama anglis, ji gali būti pusiau
Tai ne karšta, o šalta. Norėdami tai padaryti, anglys deginamos katiluose, susidarę dūmai išvalomi ir sulaikomi anglies dioksidas. Jis atšaldomas ir suspaudžiamas iki 7*10 6 Pa slėgio. Paaiškėja skystas anglies dioksidas. Jis laikomas storasieniuose cilindruose.
Atidarius čiaupą, skystas anglies dioksidas smarkiai išsiplečia ir atvėsta, virsdamas sunku
Pūtu anglies dioksidą - „sausą ledą“.
Veikiant šilumai, sauso ledo dribsniai iš karto virsta dujomis, aplenkdami skystą būseną.
negali būti kietos būsenos
adresu t virš 0 0 C.
Anglų fizikas Bridžmanas
pasakė tai slėgis vanduo p ~
2*10 9 Pa išlieka tvirtas netgi su
t = 76 0 C. Tai yra vadinamasis „go-
karštas ledas - 5". Jūs negalite jo pasiimti
prašau, apie šios veislės savybes
Ledo savybės buvo išmoktos netiesiogiai.
„Karštas ledas“ yra tankesnis už vandenį (1050
kg/m 3), jis skęsta vandenyje.
Šiandien daugiau nei 10 skirtingų
ledo vaizdai su nuostabiais
Medžiagos perėjimas iš kietos kristalinės būsenos į skystį vadinamas tirpstantis. Norint išlydyti kietą kristalinį kūną, jis turi būti pašildytas iki tam tikros temperatūros, tai yra, turi būti tiekiama šiluma.Temperatūra, kurioje medžiaga lydosi, vadinamamedžiagos lydymosi temperatūra.
Atvirkštinis procesas - perėjimas iš skysčio į kietą būseną - vyksta, kai temperatūra mažėja, t.y. pašalinama šiluma. Medžiagos perėjimas iš skystos būsenos į kietą vadinamasgrūdinimas , arba krištolaslizacija . Temperatūra, kurioje medžiaga kristalizuojasi, vadinamakristalo temperatūracijos .
Patirtis rodo, kad bet kuri medžiaga kristalizuojasi ir lydosi toje pačioje temperatūroje.
Paveiksle parodytas kristalinio kūno (ledo) temperatūros ir kaitinimo laiko (nuo taško) grafikas A iki taško D) ir aušinimo laikas (nuo taško D iki taško K). Jis rodo laiką išilgai horizontalios ašies, o temperatūrą išilgai vertikalios ašies.
Grafike matyti, kad procesas prasidėjo nuo to momento, kai ledo temperatūra buvo -40 °C, arba, kaip sakoma, temperatūra pradiniu laiko momentu. tpradžios= -40 °C (taškas A grafike). Toliau kaitinant, ledo temperatūra pakyla (grafike tai yra pjūvis AB). Temperatūra pakyla iki 0 °C – ledo lydymosi temperatūros. 0°C temperatūroje ledas pradeda tirpti ir jo temperatūra nustoja kilti. Per visą lydymosi laiką (t. y. kol ištirps visas ledas) ledo temperatūra nekinta, nors degiklis dega ir toliau, todėl tiekiama šiluma. Lydymosi procesas atitinka horizontalią grafiko atkarpą Saulė . Tik tada, kai visas ledas ištirps ir virsta vandeniu, temperatūra vėl pradeda kilti (skyrius CD). Vandens temperatūrai pasiekus +40 °C, degiklis užgęsta ir vanduo pradeda vėsti, t. y. pašalinama šiluma (tam galima įdėti indą su vandeniu į kitą, didesnį indą su ledukais). Vandens temperatūra pradeda mažėti (skyrius DE). Kai temperatūra pasiekia 0 °C, vandens temperatūra nustoja mažėti, nepaisant to, kad šiluma vis tiek pašalinama. Tai yra vandens kristalizacijos procesas - ledo susidarymas (horizontalus pjūvis EF). Kol visas vanduo nepavirs į ledą, temperatūra nesikeis. Tik po to ledo temperatūra pradeda mažėti (skyrius FK).
Nagrinėjamo grafiko išvaizda paaiškinama taip. Vieta įjungta AB Dėl tiekiamos šilumos padidėja vidutinė ledo molekulių kinetinė energija, pakyla jo temperatūra. Vieta įjungta Saulė visa energija, kurią gauna kolbos turinys, išleidžiama ledo kristalų gardelės ardymui: tvarkingas jos molekulių erdvinis išsidėstymas pakeičiamas netvarkingu, keičiasi atstumas tarp molekulių, t.y. Molekulės persitvarko taip, kad medžiaga taptų skysta. Vidutinė molekulių kinetinė energija nekinta, todėl temperatūra išlieka nepakitusi. Tolesnis ištirpusio ledo vandens temperatūros padidėjimas (zonoje CD) reiškia vandens molekulių kinetinės energijos padidėjimą dėl degiklio tiekiamos šilumos.
Aušinant vandenį (skyrius DE) iš jos atimama dalis energijos, vandens molekulės juda mažesniu greičiu, krenta jų vidutinė kinetinė energija - mažėja temperatūra, vanduo atvėsta. Esant 0°C (horizontali pjūvis EF) molekulės pradeda rikiuotis tam tikra tvarka, sudarydamos kristalinę gardelę. Kol šis procesas nebus baigtas, medžiagos temperatūra nepasikeis, nepaisant to, kad šiluma bus pašalinta, o tai reiškia, kad kietėjant skystis (vanduo) išskiria energiją. Būtent tokią energiją ledas sugėrė, virsdamas skysčiu (skyrius Saulė). Skysčio vidinė energija yra didesnė nei kieto. Lydymosi (ir kristalizacijos) metu vidinė kūno energija staigiai pasikeičia.
Vadinami metalai, kurie lydosi aukštesnėje nei 1650 ºС temperatūroje ugniai atsparus(titanas, chromas, molibdenas ir kt.). Tarp jų volframas turi aukščiausią lydymosi temperatūrą - apie 3400 ° C. Ugniai atsparūs metalai ir jų junginiai naudojami kaip karščiui atsparios medžiagos orlaivių statybose, raketų ir kosmoso technologijose bei branduolinėje energetikoje.
Dar kartą pabrėžkime, kad tirpdama medžiaga sugeria energiją. Priešingai, kristalizacijos metu jis išleidžiamas į aplinką. Gavusi tam tikrą kristalizacijos metu išsiskiriančios šilumos kiekį, terpė įkaista. Tai gerai žinoma daugeliui paukščių. Nenuostabu, kad juos galima pamatyti žiemą šaltu oru sėdinčius ant ledo, dengiančio upes ir ežerus. Dėl energijos išsiskyrimo, kai susidaro ledas, oras virš jo yra keliais laipsniais šiltesnis nei miško medžiuose, ir paukščiai tuo naudojasi.
Amorfinių medžiagų lydymas.
Prieinamumas tam tikras lydymosi taškai– Tai svarbi kristalinių medžiagų savybė. Būtent pagal šią savybę juos galima nesunkiai atskirti nuo amorfinių kūnų, kurie taip pat priskiriami kietosioms medžiagoms. Tai visų pirma stiklas, labai klampios dervos ir plastikai.
Amorfinės medžiagos(skirtingai nei kristaliniai) neturi specifinės lydymosi temperatūros – netirpsta, o minkštėja. Kai šildomas, pavyzdžiui, stiklo gabalas pirmiausia tampa minkštas iš kieto, jį galima lengvai sulenkti ar ištempti; esant aukštesnei temperatūrai, gabalas, veikiamas savo gravitacijos, pradeda keisti savo formą. Kai ji įkaista, tiršta klampi masė įgauna indo, kuriame guli, formą. Ši masė iš pradžių tiršta, kaip medus, vėliau kaip grietinė, galiausiai tampa beveik tokiu pat mažo klampumo skysčiu kaip vanduo. Tačiau čia neįmanoma nurodyti tam tikros kietosios medžiagos perėjimo į skystį temperatūros, nes jos nėra.
To priežastys yra esminis amorfinių kūnų ir kristalinių kūnų struktūros skirtumas. Amorfiniuose kūnuose atomai išsidėstę atsitiktinai. Amorfiniai kūnai savo struktūra primena skysčius. Jau kietame stikle atomai išsidėstę atsitiktinai. Tai reiškia, kad stiklo temperatūros didinimas tik padidina jo molekulių virpesių diapazoną, suteikiant joms palaipsniui didesnę ir didesnę judėjimo laisvę. Todėl stiklas palaipsniui minkštėja ir nerodo ryškaus „kieto-skysčio“ perėjimo, būdingo perėjimui nuo molekulių išsidėstymo griežta tvarka prie netvarkingo.
Lydymosi šiluma.
Lydymosi šiluma- tai šilumos kiekis, kuris turi būti perduodamas medžiagai esant pastoviam slėgiui ir pastoviai temperatūrai, lygiai lydymosi temperatūrai, kad ji būtų visiškai paversta iš kietos kristalinės būsenos į skystį. Lydymosi šiluma yra lygi šilumos kiekiui, kuris išsiskiria kristalizacijos metu medžiagai iš skystos būsenos. Lydymosi metu visa medžiagai tiekiama šiluma padidina jos molekulių potencialią energiją. Kinetinė energija nekinta, nes lydosi esant pastoviai temperatūrai.
Eksperimentiškai tiriant įvairių tos pačios masės medžiagų lydymąsi, galima pastebėti, kad joms paversti skysčiu reikia skirtingų šilumos kiekių. Pavyzdžiui, norint ištirpinti vieną kilogramą ledo, reikia išleisti 332 J energijos, o norint ištirpti 1 kg švino – 25 kJ.
Kūno išskiriamas šilumos kiekis laikomas neigiamu. Todėl skaičiuojant šilumos kiekį, išsiskiriantį kristalizuojant medžiagą, kurios masė m, turėtumėte naudoti tą pačią formulę, bet su minuso ženklu:
Degimo šiluma.
Degimo šiluma(arba kaloringumas, kalorijų kiekis) yra šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai degant kurui.
Kūnui šildyti dažnai naudojama energija, išsiskirianti deginant kurą. Įprastas kuras (anglis, nafta, benzinas) turi anglies. Degimo metu anglies atomai susijungia su deguonies atomais ore ir sudaro anglies dioksido molekules. Šių molekulių kinetinė energija yra didesnė nei pirminių dalelių. Molekulių kinetinės energijos padidėjimas degimo metu vadinamas energijos išsiskyrimu. Visiško kuro degimo metu išsiskirianti energija yra šio kuro degimo šiluma.
Kuro degimo šiluma priklauso nuo kuro rūšies ir jo masės. Kuo didesnė kuro masė, tuo didesnis šilumos kiekis išsiskiria jo visiško degimo metu.
Vadinamas fizinis dydis, parodantis, kiek šilumos išsiskiria visiškai sudegus 1 kg sveriančiam kurui savitoji kuro degimo šiluma.Savitoji degimo šiluma žymima raideqir matuojamas džauliais kilogramui (J/kg).
Šilumos kiekis K išsiskiria degimo metu m kg degalų nustatoma pagal formulę:
Norint rasti šilumos kiekį, išsiskiriantį visiškai sudeginant savavališkos masės kurą, šio kuro savitoji degimo šiluma turi būti padauginta iš jo masės.
