Номер 824, страница 90 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 34. Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания кристаллических тел. Удельная теплота плавления - номер 824, страница 90.

Решение.

Температура тела является мерой средней кинетической энергии его частиц (атомов, молекул). Процессы плавления и отвердевания — это фазовые переходы, во время которых вся энергия, подводимая к телу или отводимая от него, идет на изменение потенциальной энергии взаимодействия частиц, а не их кинетической энергии.

При плавлении

Когда твердое кристаллическое тело нагревается, его температура растет, что означает увеличение средней кинетической энергии его частиц. Достигнув температуры плавления, частицы в узлах кристаллической решетки уже имеют достаточную энергию, чтобы начать разрушать связи, удерживающие их на месте. Вся последующая энергия, подводимая к телу в виде теплоты, расходуется именно на разрушение этой кристаллической решетки. Этот процесс требует энергии, называемой теплотой плавления ($Q = \lambda m$, где $\lambda$ — удельная теплота плавления). Поскольку вся энергия идет на увеличение потенциальной энергии частиц (разрыв связей), их средняя кинетическая энергия не меняется. Следовательно, и температура остается постоянной до тех пор, пока всё вещество не перейдет из твердого состояния в жидкое.

При отвердевании (кристаллизации)

При отвердевании происходит обратный процесс. Когда жидкость охлаждается до температуры кристаллизации (равной температуре плавления), её частицы замедляются. При этой температуре они начинают образовывать между собой прочные связи, выстраиваясь в кристаллическую решетку. В процессе формирования этих связей выделяется энергия — та самая, что была поглощена при плавлении. Это выделение энергии компенсирует отвод тепла от вещества. Таким образом, пока вся жидкость не затвердеет, ее температура не будет понижаться, так как выделяющаяся при кристаллизации энергия поддерживает ее на постоянном уровне.

Ответ: При плавлении вся подводимая к телу энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки, а при отвердевании, наоборот, энергия выделяется при ее формировании. Эти процессы связаны с изменением потенциальной энергии взаимодействия частиц, а не их средней кинетической энергии, которая и определяет температуру. Поэтому во время этих фазовых переходов температура вещества остается постоянной.