Номер 12, страница 65, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 7. Плавление и кристаллизация - номер 12, страница 65.

Условие.

12. Расскажите о плавлении кристаллических тел и приведите примеры. Объясните, почему нельзя говорить о плавлении аморфных тел.

Решение.

Плавление кристаллических тел и примеры

Плавление — это процесс перехода вещества из твердого агрегатного состояния в жидкое. Для кристаллических тел, которые характеризуются наличием упорядоченной структуры (кристаллической решетки), этот процесс имеет свои особенности.

При нагревании кристаллического тела частицы (атомы, ионы, молекулы) в узлах решетки совершают все более интенсивные колебания. Когда температура достигает определенного значения, называемого температурой плавления ($T_{пл}$), энергия колебаний становится настолько большой, что она преодолевает силы, удерживающие частицы в строго определенных положениях. Кристаллическая решетка начинает разрушаться, и вещество переходит в жидкое состояние, где частицы могут свободно перемещаться друг относительно друга.

Важнейшей особенностью плавления кристаллических тел является то, что весь процесс происходит при строго постоянной температуре. Вся энергия, подводимая к телу во время плавления, расходуется не на увеличение его температуры (т.е. кинетической энергии частиц), а на разрушение кристаллической решетки. Эта энергия называется теплотой плавления. Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для полного плавления тела массой $\text{m}$, уже находящегося при температуре плавления, вычисляется по формуле: $Q = \lambda m$, где $\lambda$ — удельная теплота плавления, характеристика вещества.

Примеры кристаллических тел и их температур плавления (при нормальном давлении):
- Лед (вода) плавится при $0^\circ \text{C}$.
- Железо плавится при $1538^\circ \text{C}$.
- Поваренная соль (NaCl) плавится при $801^\circ \text{C}$.
- Нафталин плавится при $80.26^\circ \text{C}$.

Ответ: Плавление кристаллических тел — это фазовый переход из твердого состояния в жидкое, происходящий при строго определенной и постоянной температуре плавления. В процессе плавления подводимая теплота идет на разрушение упорядоченной кристаллической решетки. Примерами служат таяние льда, плавление металлов и солей.

Объясните, почему нельзя говорить о плавлении аморфных тел

Говорить о плавлении аморфных тел некорректно из-за фундаментального различия в их строении по сравнению с кристаллическими телами. У аморфных тел отсутствует дальний порядок в расположении частиц, то есть у них нет кристаллической решетки. Их структура хаотична и напоминает структуру сильно переохлажденной, очень вязкой жидкости.

Поскольку у аморфных тел нет кристаллической решетки, то при нагревании не происходит ее разрушения, которое является сутью процесса плавления. Вместо этого аморфные тела при нагревании постепенно размягчаются в определенном интервале температур. С повышением температуры их вязкость плавно уменьшается, и они постепенно переходят из твердого состояния в вязкотекучее, а затем в жидкое. У них нет четкой, одной температуры фазового перехода. Этот температурный диапазон называется интервалом размягчения или стеклования.

Таким образом, поскольку термин «плавление» подразумевает резкий фазовый переход при постоянной температуре, связанный с разрушением кристаллической структуры, он неприменим к аморфным телам. Для них используется более корректный термин — «размягчение».

Примеры аморфных тел: стекло, смолы (янтарь), воск, парафин, битум, большинство пластмасс. Все они при нагревании постепенно становятся мягкими и пластичными, а не переходят в жидкость скачкообразно.

Ответ: Нельзя говорить о плавлении аморфных тел, потому что у них отсутствует упорядоченная кристаллическая структура и, как следствие, нет определенной температуры плавления. Вместо резкого фазового перехода они постепенно размягчаются в широком диапазоне температур, плавно переходя из твердого состояния в жидкое.