Номер 4, страница 303 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 8. Твёрдые тела и их превращение в жидкости. Параграф 8.7. Плавление и отвердевание - номер 4, страница 303.

Условие.

4. Процессы перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое и наоборот происходят при одинаковой температуре. Почему?

Решение.

Решение

Процессы перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое (плавление) и из жидкого в твёрдое (кристаллизация) происходят при одной и той же температуре, потому что эта температура является точкой термодинамического равновесия между двумя фазами. В твёрдом состоянии частицы вещества образуют упорядоченную кристаллическую решётку. Для того чтобы её разрушить и перейти в жидкое состояние, необходимо сообщить веществу энергию, называемую теплотой плавления. Эта энергия расходуется исключительно на разрыв межмолекулярных связей, а не на увеличение кинетической энергии частиц, поэтому температура в процессе плавления остаётся постоянной.

При обратном процессе — кристаллизации — частицы жидкости, теряя энергию, замедляются и выстраиваются в кристаллическую решётку. При этом образуются связи, и выделяется энергия, в точности равная теплоте плавления. Это выделение энергии компенсирует её отвод, поэтому температура также остаётся постоянной до полного затвердевания вещества. Поскольку количество энергии, которое поглощается при плавлении, равно количеству энергии, выделяющемуся при кристаллизации, оба эти взаимно обратных процесса происходят при одной и той же, характерной для данного вещества, температуре. Ответ: Температура плавления и кристаллизации совпадает, так как это температура, при которой твёрдая и жидкая фазы вещества находятся в равновесии. Энергия, необходимая для разрушения кристаллической решётки при плавлении, равна энергии, выделяющейся при её образовании во время кристаллизации, поэтому оба процесса протекают при одной и той же постоянной температуре.