ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมคือปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการหลอมสารหนึ่งกรัม ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมวัดเป็นจูลต่อกิโลกรัม และคำนวณจากผลหารของปริมาณความร้อนหารด้วยมวลของสารหลอมเหลว

ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมของสารต่างๆ

สารต่าง ๆ มีความร้อนหลอมเหลวจำเพาะต่างกัน

อลูมิเนียมเป็นโลหะสีเงิน ง่ายต่อการประมวลผลและใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรม ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวคือ 290 kJ/kg

เหล็กยังเป็นโลหะ ซึ่งเป็นโลหะที่พบได้มากที่สุดในโลก เหล็กใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวคือ 277 kJ/kg

ทองเป็นโลหะชั้นสูง ใช้ในเครื่องประดับ ทันตกรรม และเภสัชวิทยา ความร้อนจำเพาะของการหลอมทองคือ 66.2 kJ/kg

เงินและแพลตตินั่มก็เป็นโลหะมีตระกูลเช่นกัน ใช้ในการผลิต เครื่องประดับในสาขาวิศวกรรมศาสตร์และการแพทย์ ความร้อนจำเพาะคือ 101 kJ/kg และของเงินคือ 105 kJ/kg

ดีบุกเป็นโลหะหลอมต่ำ สีเทา. มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในองค์ประกอบของบัดกรี สำหรับการผลิตเหล็กวิลาดและในการผลิตทองแดง ความร้อนจำเพาะคือ 60.7 kJ/kg

ปรอทเป็นโลหะเคลื่อนที่ที่แข็งตัวที่ -39 องศา เป็นโลหะชนิดเดียวที่มีอยู่ในสถานะของเหลวภายใต้สภาวะปกติ ปรอทถูกใช้ในด้านโลหกรรม, ยา, เทคโนโลยี, อุตสาหกรรมเคมี. ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวคือ 12 kJ/kg

น้ำแข็งเป็นสถานะของแข็งของน้ำ ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวคือ 335 kJ/kg

แนฟทาลีน - อินทรียฺวัตถุคล้ายกันใน คุณสมบัติทางเคมีกับ . มันละลายที่ 80 องศาและติดไฟได้เองที่ 525 องศา แนฟทาลีนใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี ยา วัตถุระเบิด และสีย้อม ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมแนฟทาลีนคือ 151 kJ/kg

ก๊าซมีเทนและโพรเพนถูกใช้เป็นตัวพาพลังงานและทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเคมี ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมของมีเทนคือ 59 kJ/kg และ - 79.9 kJ/kg

การเปลี่ยนแปลงของสารจากสถานะผลึกของแข็งไปเป็นสถานะของเหลวเรียกว่า ละลาย. ในการละลายตัวผลึกที่เป็นของแข็งนั้นจะต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดนั่นคือต้องให้ความร้อนอุณหภูมิที่สารละลายเรียกว่าจุดหลอมเหลวของสาร

กระบวนการย้อนกลับ - การเปลี่ยนจากของเหลวเป็นสถานะของแข็ง - เกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลงนั่นคือความร้อนจะถูกลบออก การเปลี่ยนแปลงของสารจากของเหลวเป็นสถานะของแข็งเรียกว่าชุบแข็ง , หรือ คริสตัลสลายตัว . อุณหภูมิที่สารตกผลึกเรียกว่าอุณหภูมิคริสตัลชั่น .

จากประสบการณ์พบว่าสารใดๆ ตกผลึกและละลายในอุณหภูมิเดียวกัน

รูปแสดงกราฟการพึ่งพาอุณหภูมิของตัวผลึก (น้ำแข็ง) กับเวลาที่ให้ความร้อน (จากจุด แต่ตรงประเด็น ง)และเวลาในการทำความเย็น (จากจุด ดีตรงประเด็น K). แสดงเวลาบนแกนนอนและอุณหภูมิบนแกนตั้ง

จากกราฟจะเห็นได้ว่าการสังเกตกระบวนการเริ่มตั้งแต่ตอนที่อุณหภูมิของน้ำแข็งอยู่ที่ -40 °C หรืออย่างที่พวกเขาว่ากันว่าอุณหภูมิในช่วงเวลาเริ่มต้น tแต่แรก= -40 °С (จุด แต่บนแผนภูมิ) เมื่อความร้อนเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของน้ำแข็งจะเพิ่มขึ้น (ในกราฟ นี่คือพื้นที่ AB). อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 0 °C จุดหลอมเหลวของน้ำแข็ง ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส น้ำแข็งเริ่มละลายและอุณหภูมิจะหยุดสูงขึ้น ตลอดเวลาที่หลอมละลาย (เช่น จนกว่าน้ำแข็งจะละลายหมด) อุณหภูมิของน้ำแข็งจะไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าตัวเตาจะยังเผาไหม้และให้ความร้อนอยู่ก็ตาม กระบวนการหลอมละลายสอดคล้องกับส่วนแนวนอนของกราฟ ดวงอาทิตย์ . หลังจากที่น้ำแข็งละลายและกลายเป็นน้ำแล้ว อุณหภูมิก็จะเริ่มสูงขึ้นอีกครั้ง (ส่วน ซีดี). หลังจากอุณหภูมิของน้ำถึง +40 ° C เตาจะดับและน้ำเริ่มเย็นลงเช่น ความร้อนจะถูกลบออก (สำหรับสิ่งนี้สามารถวางภาชนะที่มีน้ำไว้ในภาชนะขนาดใหญ่กว่าที่มีน้ำแข็ง) อุณหภูมิของน้ำเริ่มลดลง (มาตรา DE). เมื่ออุณหภูมิถึง 0 °C อุณหภูมิของน้ำจะหยุดลดลง แม้ว่าความร้อนจะถูกกำจัดออกไปก็ตาม นี่คือกระบวนการตกผลึกของน้ำ - การก่อตัวของน้ำแข็ง (ส่วนแนวนอน EF). อุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าน้ำทั้งหมดจะกลายเป็นน้ำแข็ง หลังจากนี้อุณหภูมิของน้ำแข็งจะเริ่มลดลง (ส่วน FK).

มุมมองของกราฟที่พิจารณามีคำอธิบายดังนี้ ที่ตั้ง ABเนื่องจากความร้อนที่ป้อนเข้า พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลน้ำแข็งจะเพิ่มขึ้น และอุณหภูมิของโมเลกุลก็สูงขึ้น ที่ตั้ง ดวงอาทิตย์พลังงานทั้งหมดที่ได้รับจากเนื้อหาของขวดถูกใช้ไปกับการทำลายโครงผลึกน้ำแข็ง: การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของโมเลกุลตามคำสั่งจะถูกแทนที่ด้วยความไม่เป็นระเบียบ ระยะห่างระหว่างโมเลกุลเปลี่ยนไป กล่าวคือ มีการจัดเรียงโมเลกุลใหม่เพื่อให้สารกลายเป็นของเหลว พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลไม่เปลี่ยนแปลง อุณหภูมิจึงยังคงไม่เปลี่ยนแปลง อุณหภูมิของน้ำน้ำแข็งหลอมเหลวเพิ่มขึ้นอีก (ในพื้นที่ ซีดี) หมายถึงการเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์ของโมเลกุลของน้ำเนื่องจากความร้อนที่มาจากหัวเตา

เมื่อน้ำหล่อเย็น (ส่วน DE) ส่วนหนึ่งของพลังงานถูกพรากไปจากมัน โมเลกุลของน้ำเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ต่ำกว่า พลังงานจลน์เฉลี่ยลดลง - อุณหภูมิลดลง น้ำเย็นลง ที่ 0 °C (ส่วนแนวนอน EF) โมเลกุลเริ่มเรียงตัวกันเป็นลำดับ เกิดเป็นผลึกขัดแตะ จนกว่ากระบวนการนี้จะเสร็จสิ้น อุณหภูมิของสารจะไม่เปลี่ยนแปลงแม้จะนำความร้อนออกไป ซึ่งหมายความว่าเมื่อแข็งตัว ของเหลว (น้ำ) จะปล่อยพลังงานออกมา นี่คือพลังงานที่น้ำแข็งดูดซับกลายเป็นของเหลว (ส่วน ดวงอาทิตย์). พลังงานภายในของของเหลวมีค่ามากกว่าพลังงานที่เป็นของแข็ง ในระหว่างการหลอม (และการตกผลึก) พลังงานภายในร่างกายจะเปลี่ยนไปอย่างกะทันหัน

โลหะที่หลอมละลายที่อุณหภูมิสูงกว่า 1650 ºСเรียกว่า วัสดุทนไฟ(ไททาเนียม โครเมียม โมลิบดีนัม ฯลฯ) ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงสุด - ประมาณ 3400 ° C โลหะทนไฟและสารประกอบของพวกมันถูกใช้เป็นวัสดุทนความร้อนในเครื่องบิน เทคโนโลยีจรวดและอวกาศ และพลังงานนิวเคลียร์

เราเน้นย้ำอีกครั้งว่าในระหว่างการหลอม สารจะดูดซับพลังงาน ในทางตรงกันข้าม ในระหว่างการตกผลึก จะให้ สิ่งแวดล้อม. เมื่อได้รับความร้อนจำนวนหนึ่งที่ปล่อยออกมาระหว่างการตกผลึก ตัวกลางจะร้อนขึ้น นี่เป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นกหลายชนิด ไม่น่าแปลกใจที่พวกเขาสามารถเห็นได้ในฤดูหนาวในสภาพอากาศที่หนาวจัดนั่งอยู่บนน้ำแข็งที่ปกคลุมแม่น้ำและทะเลสาบ เนื่องจากการปลดปล่อยพลังงานระหว่างการก่อตัวของน้ำแข็ง อากาศที่อยู่ข้างบนจึงอบอุ่นกว่าในป่าบนต้นไม้หลายองศา และนกก็ใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้

การหลอมของสารอสัณฐาน

การมีอยู่ของบางอย่าง จุดหลอมเหลวเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของสารที่เป็นผลึก บนพื้นฐานนี้จึงสามารถแยกแยะได้ง่ายจากวัตถุอสัณฐานซึ่งจัดเป็นของแข็งด้วย ซึ่งรวมถึงแก้ว เรซินที่มีความหนืดสูง และพลาสติกโดยเฉพาะ

สารอสัณฐาน(ต่างจากผลึก) ไม่มีจุดหลอมเหลวเฉพาะ - ไม่ละลาย แต่นิ่มลง เมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนของแก้วจะนิ่มจากความแข็งก่อน มันสามารถงอหรือยืดออกได้ง่าย ที่มากขึ้น อุณหภูมิสูงชิ้นงานเริ่มเปลี่ยนรูปร่างภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของตัวเอง เมื่อมันร้อนขึ้น มวลข้นหนืดจะมีรูปร่างเหมือนภาชนะที่วางอยู่ มวลนี้ในตอนแรกมีความหนาเหมือนน้ำผึ้ง แล้วก็เหมือนครีมเปรี้ยว และสุดท้ายก็กลายเป็นของเหลวที่มีความหนืดต่ำเกือบเท่ากับน้ำ อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุอุณหภูมิเฉพาะสำหรับการเปลี่ยนสถานะของแข็งเป็นของเหลวที่นี่ เนื่องจากไม่มีอยู่จริง

สาเหตุของสิ่งนี้อยู่ในความแตกต่างพื้นฐานระหว่างโครงสร้างของวัตถุอสัณฐานกับโครงสร้างของวัตถุที่เป็นผลึก อะตอมในร่างกายอสัณฐานจะถูกจัดเรียงแบบสุ่ม วัตถุอสัณฐานในโครงสร้างคล้ายกับของเหลว ในแก้วทึบแล้ว อะตอมจะถูกจัดเรียงแบบสุ่ม ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของแก้วจะเพิ่มช่วงการสั่นสะเทือนของโมเลกุลเท่านั้น ทำให้ค่อยๆ มีอิสระในการเคลื่อนไหวมากขึ้น ดังนั้นแก้วจะค่อยๆ อ่อนตัวลงและไม่แสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลง "ของแข็งและของเหลว" ที่คมชัดของการเปลี่ยนจากการจัดเรียงของโมเลกุลในลำดับที่เข้มงวดไปเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เป็นระเบียบ

ความร้อนละลาย.

ความร้อนละลาย- นี่คือปริมาณความร้อนที่ต้องส่งให้กับสารที่ความดันคงที่และอุณหภูมิคงที่เท่ากับจุดหลอมเหลวเพื่อถ่ายโอนจากสถานะผลึกของแข็งไปเป็นของเหลวอย่างสมบูรณ์ ความร้อนของการหลอมรวมเท่ากับปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการตกผลึกของสารจากสถานะของเหลว ในระหว่างการหลอม ความร้อนทั้งหมดที่จ่ายให้กับสารจะไปเพิ่มพลังงานศักย์ของโมเลกุล พลังงานจลน์ไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการหลอมเหลวเกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่

ทดลองละลาย สารต่างๆจากมวลเดียวกัน จะเห็นว่าต้องใช้ความร้อนในปริมาณที่แตกต่างกันเพื่อเปลี่ยนให้เป็นของเหลว ตัวอย่างเช่น ในการละลายน้ำแข็ง 1 กิโลกรัม คุณต้องใช้พลังงาน 332 J และเพื่อละลายตะกั่ว 1 กิโลกรัม - 25 kJ

ปริมาณความร้อนที่ร่างกายปล่อยออกมาถือเป็นลบ ดังนั้นเมื่อคำนวณปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการตกผลึกของสารที่มีมวล มคุณควรใช้สูตรเดียวกัน แต่มีเครื่องหมายลบ:

ความร้อนจากการเผาไหม้

ความร้อนจากการเผาไหม้(หรือ ค่าความร้อน, แคลอรี่) คือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยสมบูรณ์

เพื่อให้ความร้อนแก่ร่างกาย พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงมักถูกใช้ เชื้อเพลิงธรรมดา (ถ่านหิน น้ำมัน น้ำมันเบนซิน) ประกอบด้วยคาร์บอน ระหว่างการเผาไหม้ อะตอมของคาร์บอนจะรวมกับอะตอมของออกซิเจนในอากาศ ส่งผลให้เกิดโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ พลังงานจลน์ของโมเลกุลเหล่านี้มีมากกว่าอนุภาคตั้งต้น การเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์ของโมเลกุลระหว่างการเผาไหม้เรียกว่าการปลดปล่อยพลังงาน พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์คือความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงนี้

ความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงและมวลของเชื้อเพลิง ยิ่งเชื้อเพลิงมีมวลมากเท่าใด ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ปริมาณทางกายภาพที่แสดงความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์ซึ่งมีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมเรียกว่า ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้แสดงด้วยตัวอักษรqและมีหน่วยวัดเป็นจูลต่อกิโลกรัม (J/kg)

ปริมาณความร้อน คิวปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ มกิโลกรัมของเชื้อเพลิงถูกกำหนดโดยสูตร:

ในการหาปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงมวลโดยสมบูรณ์นั้นจำเป็นต้องคูณความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงนี้ด้วยมวลของมัน

ละลาย

ละลายเป็นกระบวนการเปลี่ยนสารจากสถานะของแข็งเป็นของเหลว

การสังเกตพบว่าถ้าน้ำแข็งบดมีอุณหภูมิ 10 ° C เหลืออยู่ใน ห้องอุ่นจากนั้นอุณหภูมิก็จะสูงขึ้น ที่อุณหภูมิ 0 °C น้ำแข็งจะเริ่มละลาย และอุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าน้ำแข็งทั้งหมดจะกลายเป็นของเหลว หลังจากนั้นอุณหภูมิของน้ำที่เกิดจากน้ำแข็งจะสูงขึ้น

ซึ่งหมายความว่าวัตถุที่เป็นผลึกซึ่งรวมถึงน้ำแข็งจะละลายที่อุณหภูมิหนึ่งซึ่งเรียกว่า จุดหลอมเหลว. เป็นสิ่งสำคัญที่ระหว่างกระบวนการหลอมเหลว อุณหภูมิของสารที่เป็นผลึกและของเหลวที่เกิดขึ้นระหว่างการหลอมจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ในการทดลองที่อธิบายข้างต้น น้ำแข็งได้รับความร้อนจำนวนหนึ่ง พลังงานภายในของมันเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของโมเลกุล จากนั้นน้ำแข็งก็ละลาย อุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าน้ำแข็งจะได้รับความร้อนในระดับหนึ่ง ดังนั้นพลังงานภายในเพิ่มขึ้น แต่ไม่ได้เกิดจากจลนศาสตร์ แต่เนื่องจากพลังงานศักย์ของปฏิกิริยาของโมเลกุล พลังงานที่ได้รับจากภายนอกจะนำไปใช้ในการทำลายโครงตาข่ายคริสตัล ในทำนองเดียวกัน การหลอมเหลวของตัวผลึกใดๆ ก็เกิดขึ้น

วัตถุอสัณฐานไม่มีจุดหลอมเหลวจำเพาะ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พวกมันจะค่อยๆ อ่อนตัวลงจนกลายเป็นของเหลว

การตกผลึก

การตกผลึกเป็นกระบวนการที่สารเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะของแข็ง การทำให้เย็นลง ของเหลวจะปล่อยความร้อนออกมาจำนวนหนึ่งไปยังอากาศโดยรอบ ในกรณีนี้ พลังงานภายในจะลดลงเนื่องจากพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลลดลง ที่อุณหภูมิหนึ่ง กระบวนการตกผลึกจะเริ่มขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้ อุณหภูมิของสารจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าสารทั้งหมดจะผ่านเข้าสู่สถานะของแข็ง การเปลี่ยนแปลงนี้มาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนหนึ่งและทำให้พลังงานภายในของสารลดลงเนื่องจากพลังงานศักย์ของปฏิกิริยาของโมเลกุลลดลง

ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของสารจากสถานะของเหลวไปเป็นสถานะของแข็งจึงเกิดขึ้นที่อุณหภูมิหนึ่งเรียกว่าอุณหภูมิการตกผลึก อุณหภูมินี้คงที่ตลอดกระบวนการหลอมเหลว จะเท่ากับจุดหลอมเหลวของสารนี้

รูปแสดงกราฟของการพึ่งพาอุณหภูมิของสารผลึกที่เป็นของแข็งตรงเวลาในระหว่างการให้ความร้อนจาก อุณหภูมิห้องถึงจุดหลอมเหลว การหลอมเหลว การให้ความร้อนของสารในสถานะของเหลว การเย็นตัวของสารของเหลว การตกผลึก และการเย็นลงของสารในสถานะของแข็งในภายหลัง

ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว

สารผลึกต่างกันมีโครงสร้างต่างกัน ดังนั้น เพื่อทำลายผลึกขัดแตะของของแข็งที่จุดหลอมเหลว จำเป็นต้องแจ้งปริมาณความร้อนที่ต่างกันออกไป

ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวคือ ปริมาณความร้อนที่ต้องส่งให้กับสารที่เป็นผลึก 1 กิโลกรัม เพื่อเปลี่ยนเป็นของเหลวที่จุดหลอมเหลว ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวคือ ความร้อนจำเพาะของการตกผลึก .

ความร้อนจำเพาะของฟิวชันเขียนแทนด้วยตัวอักษร λ . หน่วยความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว - [λ] = 1 จูล/กก..

ค่าความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวของสารผลึกแสดงไว้ในตาราง ความร้อนจำเพาะของการหลอมอลูมิเนียมคือ 3.9 * 10 5 J / kg ซึ่งหมายความว่าสำหรับการหลอมอะลูมิเนียม 1 กก. ที่อุณหภูมิหลอมเหลว จำเป็นต้องใช้ปริมาณความร้อน 3.9 * 10 5 J การเพิ่มพลังงานภายในของอะลูมิเนียม 1 กก. จะเท่ากับค่าเดียวกัน

การคำนวณปริมาณความร้อน คิวจำเป็นต้องละลายสารที่มีมวล มถ่ายที่จุดหลอมเหลวตามความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว λ คูณด้วยมวลของสาร: Q = λm.

ใช้สูตรเดียวกันนี้ในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการตกผลึกของของเหลว

บทสรุปของบทเรียน “การหลอมเหลวและการตกผลึก ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว”

ในทางฟิสิกส์ การหลอมเหลวคือการเปลี่ยนผ่านของสารจากสถานะของแข็งไปเป็นสถานะของเหลว ตัวอย่างคลาสสิกของกระบวนการหลอมเหลวคือการละลายของน้ำแข็งและการเปลี่ยนแปลงของชิ้นดีบุกที่เป็นของแข็งให้กลายเป็นของเหลวบัดกรีเมื่อให้ความร้อนด้วยหัวแร้ง การถ่ายเทความร้อนจำนวนหนึ่งไปยังร่างกายทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสถานะการรวมตัว

ทำไมของแข็งถึงกลายเป็นของเหลว?

การให้ความร้อนแก่วัตถุที่เป็นของแข็งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์ของอะตอมและโมเลกุล ซึ่งที่อุณหภูมิปกติจะอยู่ที่โหนดของผลึกขัดแตะอย่างชัดเจน ซึ่งช่วยให้ร่างกายสามารถรักษารูปร่างและขนาดที่คงที่ได้ เมื่อถึงค่าความเร็ววิกฤตบางอย่าง อะตอมและโมเลกุลเริ่มที่จะออกจากที่ของมัน พันธะจะถูกทำลาย ร่างกายเริ่มสูญเสียรูปร่าง - มันกลายเป็นของเหลว กระบวนการหลอมละลายไม่ได้เกิดขึ้นอย่างกะทันหัน แต่จะค่อยๆ เพื่อให้ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งและของเหลว (เฟส) อยู่ในสภาวะสมดุลในบางครั้ง การหลอมละลายหมายถึงกระบวนการดูดความร้อน กล่าวคือ กระบวนการที่เกิดขึ้นกับการดูดซับความร้อน กระบวนการที่ตรงกันข้ามเมื่อของเหลวแข็งตัวเรียกว่าการตกผลึก

ข้าว. 1. การเปลี่ยนสถานะของสสารที่เป็นของแข็ง ผลึก ไปเป็นเฟสของเหลว

พบว่าอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงจนกระทั่งสิ้นสุดกระบวนการหลอมเหลว แม้จะให้ความร้อนตลอดเวลา ไม่มีข้อขัดแย้งในที่นี้ เนื่องจากพลังงานที่เข้ามาในช่วงเวลานี้ถูกใช้ไปเพื่อทำลายพันธะผลึกของโครงตาข่าย หลังจากการทำลายพันธะทั้งหมด ความร้อนที่ไหลเข้ามาจะเพิ่มพลังงานจลน์ของโมเลกุล และด้วยเหตุนี้ อุณหภูมิจะเริ่มสูงขึ้น

ข้าว. 2. กราฟอุณหภูมิร่างกายกับเวลาที่ให้ความร้อน

การหาค่าความร้อนจำเพาะของการหลอมรวม

ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว (แสดงด้วยตัวอักษรกรีก "แลมบ์ดา" - λ) คือปริมาณทางกายภาพที่เท่ากับปริมาณความร้อน (เป็นจูล) ที่ต้องถ่ายโอนไปยังวัตถุแข็งที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัม เพื่อที่จะถ่ายโอนไปยัง เฟสของเหลว สูตรสำหรับความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมคือ:

$$ λ =(Q \over m)$$

m คือมวลของสารหลอมเหลว

Q คือปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทไปยังสารในระหว่างการหลอม

ค่าสำหรับ สารต่างๆกำหนดโดยการทดลอง

เมื่อทราบ λ เราสามารถคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องให้กับวัตถุมวล m เพื่อการหลอมที่สมบูรณ์:

ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมวัดในหน่วยใด

ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมใน SI (International System) มีหน่วยวัดเป็นจูลต่อกิโลกรัม J / kg สำหรับงานบางอย่างจะใช้หน่วยวัดนอกระบบ - กิโลแคลอรีต่อกิโลกรัม กิโลแคลอรี / กิโลกรัม จำได้ว่า 1 kcal = 4.1868 J.

ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมของสารบางชนิด

ข้อมูลเกี่ยวกับค่าความร้อนจำเพาะของสารบางชนิดสามารถพบได้ในหนังสืออ้างอิงหรือในเวอร์ชันอิเล็กทรอนิกส์บนแหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต มักจะนำเสนอในรูปแบบของตาราง:

ความร้อนจำเพาะของการหลอมรวมของสาร

หนึ่งในสารทนไฟที่สุดคือแทนทาลัมคาร์ไบด์ - TaC โดยจะหลอมละลายที่อุณหภูมิ 3990 0 C สารเคลือบ TaC ใช้สำหรับปกป้องแม่พิมพ์โลหะที่ใช้หล่อชิ้นส่วนอลูมิเนียม

ข้าว. 3. กระบวนการหลอมโลหะ

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

เราได้เรียนรู้ว่าการเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวเรียกว่าการหลอมเหลว การหลอมละลายเกิดจากการถ่ายเทความร้อนไปยังของแข็ง ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลวจะแสดงปริมาณความร้อน (พลังงาน) ที่จำเป็นสำหรับสารที่เป็นของแข็งที่มีน้ำหนัก 1 กก. เพื่อแปลงเป็นสถานะของเหลว

แบบทดสอบหัวข้อ

รายงานการประเมินผล

คะแนนเฉลี่ย: 4.7. คะแนนที่ได้รับทั้งหมด: 217

• ความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว (ด้วย: เอนทาลปีของการหลอมรวม; นอกจากนี้ยังมีแนวคิดที่เทียบเท่ากันของความร้อนจำเพาะของการตกผลึก) - ปริมาณความร้อนที่ต้องให้มวลหนึ่งหน่วยของสารที่เป็นผลึกในกระบวนการสมดุลไอโซบาริก-ไอโซเทอร์มอลตามลำดับ เพื่อถ่ายโอนจากสถานะของแข็ง (ผลึก) เป็นของเหลว (เท่ากับปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการตกผลึกของสาร)

  หน่วยวัด - J/กก. ความร้อนของการหลอมรวมเป็นกรณีพิเศษของความร้อนของการเปลี่ยนเฟสทางอุณหพลศาสตร์

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง

ปริมาตรกราม Vm - ปริมาตรของสารหนึ่งโมล (สารง่าย ๆ สารประกอบทางเคมีหรือของผสม) ที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด ค่าหาร มวลกราม M ของสารโดยความหนาแน่น ρ: ดังนั้น Vm = M/ρ ปริมาตรโมลาร์เป็นตัวกำหนดความหนาแน่นของการบรรจุโมเลกุลในสารที่กำหนด สำหรับสารอย่างง่าย บางครั้งใช้คำว่าปริมาตรอะตอม

กฎของ Raoult เป็นชื่อสามัญของความสม่ำเสมอเชิงปริมาณที่ค้นพบโดย F. M. Raul นักเคมีชาวฝรั่งเศสในปี 1887 ซึ่งอธิบายคุณสมบัติของสารละลาย (ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น แต่ไม่ใช่ธรรมชาติของตัวถูกละลาย)

ไฮโดรเจนที่เป็นของแข็งเป็นสถานะของแข็งของการรวมตัวของไฮโดรเจนที่มีจุดหลอมเหลว -259.2 ° C (14.16 K) ความหนาแน่น 0.08667 g / cm³ (ที่ -262 ° C) มวลคล้ายหิมะสีขาว ผลึกหกเหลี่ยม กลุ่มอวกาศ P6/mmc พารามิเตอร์ของเซลล์ a = 0.378 นาโนเมตร c = 0.6167 นาโนเมตร ที่ ความดันสูงไฮโดรเจนน่าจะผ่านเข้าสู่สถานะโลหะที่เป็นของแข็ง (ดู ไฮโดรเจนเมทัลลิก)

ฮีเลียมเหลวเป็นสถานะของเหลวของการรวมตัวของฮีเลียม เป็นของเหลวใสไม่มีสีเดือดที่อุณหภูมิ 4.2 K (สำหรับไอโซโทป 4He ที่ความดันบรรยากาศปกติ) ความหนาแน่นของฮีเลียมเหลวที่อุณหภูมิ 4.2 K คือ 0.13 g/cm³ มีดัชนีการหักเหของแสงต่ำ ซึ่งทำให้มองเห็นได้ยาก

จุดวาบไฟ - อุณหภูมิต่ำสุดของสารควบแน่นที่ระเหยง่าย ซึ่งไอระเหยเหนือพื้นผิวของสารสามารถวาบไฟในอากาศได้ภายใต้อิทธิพลของแหล่งกำเนิดประกายไฟ อย่างไรก็ตาม การเผาไหม้ที่เสถียรจะไม่เกิดขึ้นหลังจากถอดแหล่งกำเนิดประกายไฟออกแล้ว แฟลช - การเผาไหม้อย่างรวดเร็วของส่วนผสมของไอระเหยของสารระเหยกับอากาศ พร้อมด้วยการเรืองแสงที่มองเห็นได้ในระยะสั้น จุดวาบไฟควรแยกความแตกต่างจากอุณหภูมิจุดติดไฟที่สารที่ติดไฟได้อิสระ ...

Ledeburite - ส่วนประกอบโครงสร้างของ Danya ชอบ Sashul ของโลหะผสมเหล็ก - คาร์บอนซึ่งส่วนใหญ่เป็นเหล็กหล่อซึ่งเป็นส่วนผสมของออสเทนไนต์และซีเมนต์ในช่วงอุณหภูมิ 727-1147 ° C หรือเฟอร์ไรท์และซีเมนต์ต่ำกว่า 727 ° ค. ตั้งชื่อตามนักโลหะวิทยาชาวเยอรมัน Carl Heinrich Adolf Ledebour ผู้ค้นพบ "เม็ดเหล็กคาร์ไบด์" ในเหล็กหล่อในปี 1882

ความร้อนของการเปลี่ยนเฟสคือปริมาณความร้อนที่ต้องส่งให้กับสาร (หรือลบออกจากมัน) ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงสมดุลไอโซบาริก-ไอโซเทอร์มอลของสารจากเฟสหนึ่งไปอีกเฟสหนึ่ง (การเปลี่ยนเฟสของประเภทแรก - เดือด, หลอมเหลว , การตกผลึก, การแปลงหลายรูปแบบ ฯลฯ)

Pyrophoricity (จากภาษากรีก πῦρ "ไฟ, ความร้อน" + ภาษากรีก φορός "แบริ่ง") - ความสามารถของวัสดุที่เป็นของแข็งในสภาวะที่มีการแบ่งแยกอย่างประณีตเพื่อจุดไฟในอากาศโดยที่ไม่มีความร้อน

อุณหภูมิที่จุดติดไฟได้เอง - อุณหภูมิต่ำสุดของสารที่ติดไฟได้ เมื่อถูกความร้อนซึ่งมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาปริมาตรคายความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การเผาไหม้หรือการระเบิดที่ลุกเป็นไฟ

ฟลูออโรคาร์บอน (perfluorocarbons) เป็นไฮโดรคาร์บอนซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฟลูออรีน ชื่อของฟลูออโรคาร์บอนมักใช้คำนำหน้า "perfluoro" หรือสัญลักษณ์ "F" เป็นต้น (CF3)3CF - เพอร์ฟลูออโรโซบิวเทนหรือเอฟ-ไอโซบิวเทน ฟลูออโรคาร์บอนล่าง - ก๊าซไม่มีสี (สูงถึง C5) หรือของเหลว (ตาราง) ไม่ละลายในน้ำ ละลายในไฮโดรคาร์บอน ไม่ดี - ในตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีขั้ว ฟลูออโรคาร์บอนแตกต่างจากไฮโดรคาร์บอนที่สอดคล้องกันในความหนาแน่นที่มากขึ้นและตามกฎแล้วมากกว่า ...

สารละลายเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน) (แม่นยำกว่าคือเฟส) ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบและผลิตภัณฑ์ของปฏิสัมพันธ์ตั้งแต่สองอย่างขึ้นไป

เอฟเฟกต์ Pomeranchuk เป็นลักษณะผิดปกติของการเปลี่ยนเฟส "คริสตัลเหลว" ของไอโซโทปฮีเลียม 3He ซึ่งแสดงออกในการปลดปล่อยความร้อนระหว่างการหลอม (และการดูดซับความร้อนระหว่างการก่อตัวของเฟสของแข็ง)

Solidus (lat. solidus "solid") - เส้นบนไดอะแกรมเฟสที่หยดสุดท้ายของการละลายหายไปหรืออุณหภูมิที่ส่วนประกอบที่หลอมละลายได้มากที่สุดละลาย เส้น,

ลิเธียมฟลูออไรด์, ลิเธียมฟลูออไรด์เป็นสารประกอบทางเคมีไบนารีของลิเธียมและฟลูออรีนที่มีสูตร LiF, เกลือลิเธียมของกรดไฮโดรฟลูออริก ภายใต้สภาวะปกติ - ผงสีขาวหรือผลึกใสไม่มีสี ไม่ดูดความชื้น แทบไม่ละลายในน้ำ ละลายได้ในกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริก

สถานะคล้ายแก้วเป็นสถานะแปรสภาพที่เป็นอสัณฐานที่เป็นของแข็งของสสารซึ่งไม่มีโครงผลึกที่เด่นชัด องค์ประกอบตามเงื่อนไขของการตกผลึกจะสังเกตได้เฉพาะในกลุ่มขนาดเล็กมากเท่านั้น (ในลำดับที่เรียกว่า "ลำดับเฉลี่ย") โดยปกติสิ่งเหล่านี้คือของผสม (สารละลายที่เกี่ยวข้องกับ supercooled) ซึ่งการสร้างเฟสของแข็งที่เป็นผลึกนั้นยากด้วยเหตุผลทางจลนศาสตร์

ไฮโดรเจนแอสทาทีนเป็นสารประกอบทางเคมีที่มีสูตรคือ HAt กรดแก๊สอ่อน ไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับไฮโดรเจนแอสทาไทด์เนื่องจากความไม่เสถียรสุดขีดที่เกิดจากไอโซโทปของแอสทาทีนที่สลายตัวอย่างรวดเร็ว

ไฮโดรเจน (H, lat. ไฮโดรเจนเนียม) - องค์ประกอบทางเคมี ระบบเป็นระยะโดยมีการกำหนด H และเลขอะตอม 1 มี 1 ก. เช่น ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่เบาที่สุดในตารางธาตุ รูปแบบ monatomic (H) เป็นสารเคมีที่มีมากที่สุดในจักรวาล ซึ่งคิดเป็นประมาณ 75% ของมวลแบริออนทั้งหมด ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนพลาสม่า ไอโซโทปไฮโดรเจนที่พบมากที่สุดเรียกว่าโปรเทียม (ชื่อนี้ไม่ค่อยได้ใช้ การกำหนด ...

จุดเยือกแข็ง (เช่น อุณหภูมิการตกผลึก อุณหภูมิการแข็งตัว) - อุณหภูมิที่สารผ่านการเปลี่ยนเฟสจากของเหลวไปเป็นสถานะของแข็ง มักจะเกิดขึ้นพร้อมกับจุดหลอมเหลว การก่อตัวของผลึกเกิดขึ้นที่อุณหภูมิจำเพาะของสารซึ่งแปรผันเล็กน้อยตามความดัน ในตัววัตถุอสัณฐานที่ไม่เป็นผลึก (เช่น ในแก้ว) การแข็งตัวจะเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด ในกรณีของวัตถุอสัณฐาน อุณหภูมิหลอมเหลว ...

การระเหย - กระบวนการเปลี่ยนเฟสของสารจากสถานะของเหลวเป็นไอหรือสถานะก๊าซ ซึ่งเกิดขึ้นบนพื้นผิวของสาร กระบวนการระเหยคือการย้อนกลับของกระบวนการควบแน่น (การเปลี่ยนจากไอเป็นของเหลว) ในระหว่างการระเหย อนุภาค (โมเลกุล, อะตอม) จะบินออก (ฉีกขาด) จากพื้นผิวของของเหลวหรือของแข็ง ในขณะที่พลังงานจลน์ของพวกมันจะต้องเพียงพอที่จะทำงานที่จำเป็นเพื่อเอาชนะแรงดึงดูดจากโมเลกุลอื่นของของเหลว .. .

การดูดซับ (ละติน ad - on, at, in; sorbeo - I absorb) เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองในการเพิ่มความเข้มข้นของสารที่ละลายที่ส่วนต่อประสานของสองเฟส (เฟสของแข็ง - ของเหลว เฟสควบแน่น - แก๊ส) เนื่องจากแรงที่ไม่ชดเชยของ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่การแยกเฟส การดูดซับเป็นกรณีพิเศษของการดูดซับซึ่งเป็นกระบวนการย้อนกลับของการดูดซับ - การดูดซับ

Bainite (ตั้งชื่อตามนักโลหะวิทยาชาวอังกฤษ E. Bain, English Edgar Bain), acicular troostite โครงสร้างเหล็กที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงระดับกลางของออสเทนไนต์ที่เรียกว่า ไบไนต์ประกอบด้วยส่วนผสมของอนุภาคเฟอร์ไรต์อิ่มตัวยิ่งยวดกับคาร์บอนและเหล็กคาร์ไบด์ การก่อตัวของ bainite นั้นมาพร้อมกับลักษณะของ microrelief บนพื้นผิวที่ขัดเงาของส่วน

คริปทอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 36 อยู่ในกลุ่มที่ 18 ของตารางธาตุ องค์ประกอบทางเคมี(ตามรูปแบบสั้นที่ล้าสมัยของระบบธาตุที่อยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VIII หรือกลุ่ม VIIIA) อยู่ในช่วงที่สี่ของตาราง มวลอะตอมองค์ประกอบ 83,798(2) ก. ม.. มันถูกระบุด้วยสัญลักษณ์ Kr (จากภาษาละตินคริปทอน). คริปทอนสารอย่างง่ายคือก๊าซโมโนโทมิกเฉื่อยที่ไม่มีสี รส หรือกลิ่น

ค่าเทียบเท่าไฟฟ้าเคมี (เทียบเท่าอิเล็กโทรไลต์ที่ล้าสมัย) - ปริมาณของสารที่ควรปล่อยออกมาระหว่างอิเล็กโทรไลซิสที่อิเล็กโทรดตามกฎหมายของฟาราเดย์เมื่อหน่วยของไฟฟ้าไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ ค่าเทียบเท่าไฟฟ้าเคมีมีหน่วยวัดเป็นกิโลกรัม/ซี โลธาร์ เมเยอร์ใช้คำว่าเทียบเท่าอิเล็กโทรไลต์

ระบบคอลลอยด์ คอลลอยด์ (กรีกโบราณ κόλλα - กาว + εἶδος - ดู "คล้ายกาว") - ระบบกระจายตัวอยู่ตรงกลางระหว่างสารละลายจริงและระบบหยาบ - สารแขวนลอยที่อนุภาคไม่ต่อเนื่อง หยดหรือฟองอากาศของเฟสที่กระจายตัว มีขนาด อย่างน้อยจะอยู่ในการวัดค่าใดค่าหนึ่งตั้งแต่ 1 ถึง 1000 นาโนเมตร ที่กระจายในตัวกลางสำหรับการกระจายตัว โดยปกติแล้วจะต่อเนื่องกัน ซึ่งแตกต่างจากค่าแรกในองค์ประกอบหรือสถานะของการรวมกลุ่ม ในระบบคอลลอยด์ที่กระจายอย่างอิสระ (ควัน โซล) อนุภาคจะไม่ตกตะกอน...

เฟอร์ไรต์ (lat. เฟอร์รัม - เหล็ก) ซึ่งเป็นส่วนประกอบเฟสของโลหะผสมเหล็ก ซึ่งเป็นสารละลายของแข็งของธาตุคาร์บอนและโลหะผสมในเหล็ก α (α-เฟอร์ไรท์) มีโครงตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลที่เน้นตัวกล้อง เป็นองค์ประกอบเฟสของโครงสร้างอื่นๆ เช่น เพิร์ลไลท์ ซึ่งประกอบด้วยเฟอร์ไรท์และซีเมนต์

การตกผลึก (จากภาษากรีก κρύσταλλος, เดิม - น้ำแข็ง, ต่อมา - หินคริสตัล, คริสตัล) - กระบวนการของการก่อตัวของผลึกจากก๊าซ, สารละลาย, ละลายหรือแก้ว การตกผลึกเรียกอีกอย่างว่าการก่อตัวของผลึกที่มีโครงสร้างที่กำหนดจากผลึกของโครงสร้างที่แตกต่างกัน (การแปลงแบบโพลีมอร์ฟิค) หรือกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงจากสถานะของเหลวไปเป็นสถานะผลึกของแข็ง ด้วยการตกผลึกทำให้เกิดการก่อตัวของแร่ธาตุและน้ำแข็งเคลือบฟันและกระดูกของสิ่งมีชีวิต การเจริญเติบโตพร้อมกันของขนาดใหญ่...

Calorimeter (จากภาษาละติน calor - ความร้อนและ metor - วัด) - อุปกรณ์สำหรับวัดปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับในกระบวนการทางกายภาพเคมีหรือชีวภาพ คำว่า "แคลอรีมิเตอร์" ถูกเสนอโดย A. Lavoisier และ P. Laplace (1780)

การทำให้เป็นแก้วเป็นลักษณะทั่วไปของขนาดของโพรงภายใน (ช่อง, รูพรุน) ของร่างกายที่มีรูพรุนหรืออนุภาคของเฟสที่บดขยี้ของระบบที่กระจัดกระจาย