Номер 183, страница 31 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления - номер 183, страница 31.

Условие.

183. В термической печи температура 1000 °C. Какие вещества будут плавиться в этой печи? Как изменяется внутреннее строение этих веществ при плавлении?

Решение.

Какие вещества будут плавиться в этой печи?

В термической печи с температурой $1000 \,^{\circ}\text{C}$ будут плавиться те кристаллические вещества, температура плавления которых ($T_{пл}$) меньше или равна температуре в печи. Чтобы определить, какие именно вещества расплавятся, необходимо сравнить $1000 \,^{\circ}\text{C}$ с их табличными температурами плавления.

Вещества, которые будут плавиться при $1000 \,^{\circ}\text{C}$:

• Свинец ($T_{пл} \approx 327 \,^{\circ}\text{C}$)

• Цинк ($T_{пл} \approx 420 \,^{\circ}\text{C}$)

• Алюминий ($T_{пл} \approx 660 \,^{\circ}\text{C}$)

• Поваренная соль (NaCl) ($T_{пл} \approx 801 \,^{\circ}\text{C}$)

• Серебро ($T_{пл} \approx 962 \,^{\circ}\text{C}$)

• Различные виды стекла (температура размягчения и плавления от $700$ до $1000 \,^{\circ}\text{C}$)

• Бронза и латунь (сплавы, $T_{пл} \approx 900-950 \,^{\circ}\text{C}$)

Некоторые вещества, такие как золото ($T_{пл} \approx 1064 \,^{\circ}\text{C}$), медь ($T_{пл} \approx 1083 \,^{\circ}\text{C}$) или железо ($T_{пл} \approx 1539 \,^{\circ}\text{C}$), в этой печи не расплавятся, так как их температура плавления выше $1000 \,^{\circ}\text{C}$.

Ответ: В печи будут плавиться вещества, температура плавления которых ниже $1000 \,^{\circ}\text{C}$, например: свинец, цинк, алюминий, поваренная соль, серебро.

Как изменяется внутреннее строение этих веществ при плавлении?

При плавлении происходит переход вещества из твердого агрегатного состояния в жидкое, что сопровождается фундаментальными изменениями в его внутреннем строении на молекулярном уровне.

1. Разрушение кристаллической решетки. В твердом состоянии частицы вещества (атомы или ионы) образуют упорядоченную структуру — кристаллическую решетку. Каждая частица колеблется около определенного положения равновесия. При достижении температуры плавления подводимая энергия (теплота плавления) идет не на увеличение скорости движения частиц (поэтому температура не растет), а на разрыв связей между ними и разрушение этого строгого порядка.

2. Изменение характера движения частиц. После разрушения кристаллической решетки частицы перестают быть жестко связанными со своими "соседями". Они получают возможность свободно перемещаться друг относительно друга по всему объему, который занимает жидкость. Их движение из чисто колебательного в узлах решетки становится поступательным и хаотичным. Частицы могут "перескакивать" из одного временного положения в другое, что и обеспечивает текучесть жидкости.

3. Изменение внутренней энергии. В процессе плавления внутренняя энергия вещества возрастает. Это происходит за счет увеличения потенциальной энергии взаимодействия частиц, так как при разрушении связей среднее расстояние между ними немного увеличивается. Средняя кинетическая энергия частиц при этом не меняется, поскольку процесс плавления происходит при постоянной температуре.

Таким образом, плавление — это процесс разрушения дальнего порядка в расположении частиц и превращение их упорядоченного колебательного движения в хаотичное поступательное движение.

Ответ: При плавлении разрушается упорядоченная кристаллическая решетка, характерная для твердого состояния. Частицы вещества перестают колебаться около фиксированных положений и начинают свободно перемещаться друг относительно друга, что обеспечивает текучесть. Внутренняя энергия вещества увеличивается за счет роста потенциальной энергии взаимодействия частиц.