у какого тела больше удельная теплота плавления

5. Сколько энергии требуется затратить, чтобы расплавить свинец массой 20 кг при температуре плавления? Сколько энергии понадобится для этого, если начальная температура свинца 27°С?₁

Решение:
Колличество теплоты, необходимое для того, чтобы расплавить 20кг свинца
Q₂= λ*m
Q₂= 0,25*10 5 дж/кг*20кг= 5*10 5 дж
Q₁= c*m (t₂-t₁)
Q₁= 140дж/кг*°С*20кг*(327°С-27°С)= 840000дж= 8,4*10 5 дж

Источник

Упражнение 12

Физика А.В. Перышкин

1.На рисунке 19 изображены графики зависимости температуры от времени двух тел одинаковой массы. У какого из тел выше температура плавления? У какого тела больше удельная теплота плавления? Одинаковы ли удельные теплоёмкости тел?

Температура плавления у первого тела (I) заметно выше, чем у второго (II), поскольку горизонтальный участок графика у первого тела расположен выше чем у второго.
Удельная теплота плавления больше у второго тела, т. к. оба тела имеют одинаковую массу, а го-ризонтальный участок графика, демонстрирующий время плавления длиннее у второго тела, значит и удельная теплота плавления у него больше, чем у первого.
Удельная теплоемкость тел на предложенном графике отражает скорость изменения температуры, а значит угол наклона графиков на соответствующих участках, углы различны, следовательно и удельные теплоемкости этих тел разные.

2. Тающий лёд принесли в помещение, температура которого О °С. Будет ли лёд в этом помещении продолжать таять?

Чтобы продолжился процесс плавления тающего льда при 0°С, необходимо дополнительно ввести количество теплоты Q, однако при одинаковой температуре льда и помещения невозможно поступление дополнительного количества теплоты ко льду, и следовательно в указанном помещении лед таять не будет.

3. В ведре с водой плавают куски льда. Общая температура воды и льда О °С. Будет ли лёд таять или вода замерзать? От чего это зависит?

Процесс будет зависеть от температуры вокруг ведра с водой и льдом, если она больше нуля — лед начнет таять, если отрицательная, то вода начнет замерзать.

4. Сколько энергии нужно затратить, чтобы расплавить лёд массой 4 кг при температуре 0 °С?

5. Сколько энергии требуется затратить, чтобы расплавить свинец массой 20 кг при температуре плавления? Сколько энергии понадобится для этого, если начальная температура свинца 27 °С?

Источник

У какого тела больше удельная теплота плавления

На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от сообщённого количества теплоты Q. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии.

Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения и укажите их номера.

1) Температура плавления первого тела в 4 раза больше, чем у второго.

2) Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в твёрдом агрегатном состоянии.

3) Удельная теплоёмкость второго тела в твёрдом агрегатном состоянии в 3 раза больше, чем у первого.

4) Оба тела имеют одинаковую удельную теплоту плавления.

5) Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии.

Чем меньше теплоёмкость тела, тем круче график зависимости температуры от количества сообщённой теплоты. Причём тангенс угла наклона кривой обратно пропорционален теплоёмкости тела.

1) Из графика видно, что температура плавления первого тела в два раза больше температуры плавления второго.

2) Удельная теплоёмкость первого тела меньше удельной теплоёмкости второго тела.

3) Рассмотрим участок, соответствующий твёрдому агрегатному состоянию тел. Тангенс угла наклона первой кривой в три раза больше тангенса угла наклона второй, следовательно, теплоёмкость второго тела в твёрдом состоянии больше теплоёмкости первого тела в твёрдом состоянии в 3 раза.

4) Во время плавления первому телу сообщили больше теплоты, чем второму, следовательно, удельная теплота плавления первого тела больше, чем удельная теплота плавления второго.

5) Рассмотрим участок, соответствующий жидкому агрегатному состоянию тел. Тангенсы углов наклона кривых на этих участках равны, следовательно, оба тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии.

Источник

У какого тела больше удельная теплота плавления

На рисунке представлены графики нагревания и плавления двух твёрдых веществ — «1» и «2» — одинаковой массы, взятых при одинаковой начальной температуре. Образцы нагреваются на одинаковых горелках. Сравните удельные теплоёмкости этих двух веществ и температуры их плавления.

1) У вещества «1» больше удельная теплоёмкость и температура плавления, чем у вещества «2».

2) У вещества «1» меньше удельная теплоёмкость, но выше температура плавления, чем у вещества «2».

3) У вещества «1» больше удельная теплоёмкость, но ниже температура плавления, чем у вещества «2».

4) У вещества «1» такая же удельная теплоёмкость, как у вещества «2», но выше температура плавления.

Плавлению соответствуют участки графиков, параллельные оси времени, т. к. в это время полученная энергия идет не на нагрев, а на разрушение кристаллических связей. Чем выше располагается этот участок, тем выше температура плавления, в данном случае у вещества 1 она выше.

На нагревание вещества идёт количество теплоты:

где m — масса вещества, с — удельная теплоёмкость этого вещества, Δt — приращение температур. Чтобы нагреть образцы до одной температуры, нужно затратить разное количество тепла, пропорциональное их удельной теплоёмкости. Поскольку горелки одинаковые, для передачи большего количества теплоты нужно дольше нагревать образцы. Первый образец греется дольше, поэтому вещество 1 обладает большей теплоёмкостью.

Источник

Удельная теплота плавления

Содержание

Рассматривая график плавления и отвердевания льда в прошлом уроке, мы выяснили, что во время процесса плавления температура льда не меняется. Температура продолжит расти только тогда, когда лед полностью перейдет в жидкость. То же самое мы наблюдали и при кристаллизации воды.

Но, когда лёд плавится, он все равно получает энергию. Ведь во время плавления мы не выключаем горелку – лёд получает какое-то количество теплоты от сгорающего в спиртовке (или другом нагревателе) топлива. Куда уходит эта энергия? Вы уже знаете закон сохранения энергии – энергия не может исчезнуть.

В данном уроке мы подробно рассмотрим, что происходит во время процесса плавления, как изменяется энергия и температура. Это позволит нам перейти к новому определению – удельной теплоте плавления.

Изменение внутренней энергии и температуры при плавлении

Так на что же уходит энергия, которую мы сообщаем телу, при плавлении?

Вы знаете, что в кристаллических твердых телах атомы (или молекулы) расположены в строгом порядке (рисунок 1). Они не двигаются так активно, как в газах или жидкостях. Тем не менее, они также находятся в тепловом движении – колеблются.

Взгляните еще раз на график плавления и отвердевания льда (рисунок 2).

Нагревание льда идет на участке AB. В это время увеличивается средняя скорость движения его молекул. Значит, возрастает и их средняя кинетическая энергия и температура. Размах колебаний атомов (или молекул) увеличивается.

Так происходит то того момента, пока нагреваемое тело не достигнет температуры плавления.

При температуре плавления нарушается порядок в расположении частиц в кристаллах.

Так вещество начинает переход из твердого состояния в жидкое.

Значит, энергия, которую получает тело после достижения температуры плавления, расходуется на разрушение кристаллической решетки. Поэтому температура тела не повышается – участок графика BC.

Изменение внутренней энергии и температуры при отвердевании

При отвердевании происходит обратное.

Средняя скорость движения молекул и их средняя кинетическая энергия в жидкости (расплавленном веществе) уменьшается при охлаждении. Этому соответствует участок графика DE на рисунке 2.

Теперь силы притяжения между молекулами могут удерживать их друг около друга. Расположение частиц становится упорядоченным – образуется кристалл (участок графика EF).

Куда расходуется энергия, которая выделяется при кристаллизации? Температура тела остается постоянной во время этого процесса. Значит, энергия расходуется на поддержание этой температуры, пока тело полностью не отвердеет.

Теперь мы можем сказать, что

При температуре плавления внутренняя энергия вещества в жидком состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества в твёрдом состоянии.

Эта избыточная энергия выделяется при кристаллизации и поддерживает температуру тела на одном уровне во время всего процесса отвердевания.

Удельная теплота плавления

Опытным путем доказано, что для превращения твердых кристаллических тел одинаковой массы в жидкость необходимо разное количество теплоты. Тела при этом рассматриваются при их температурах плавления.

Удельная теплота плавления некоторых веществ

В таблице 1 представлены экспериментально полученные величины удельной теплоты плавления для некоторых веществ.

Таблица 1. Удельная теплота плавления некоторых веществ (при нормальном атмосферном давлении)

Опытным путём доказано, что

при отвердевании кристаллического вещества выделяется точно такое же количество теплоты, которое поглощается при его плавлении.

Расчет количества теплоты, необходимого для плавления или отвердевания вещества

Количество теплоты, которое выделится при отвердевании, рассчитывается по этой же формуле. Но при этом необходимо помнить, что внутренняя энергия тела будет уменьшаться.

Примеры задач

Дано:
$m = 2 \space кг$
$t_1 = 0 \degree C$
$t_2 = 100 \degree C$
$\lambda = 3.4 \cdot 10^5 \frac<Дж><кг>$
$с = 4.2 \cdot 10^3 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Тогда, для превращения куска льда в кипяток нам потребуется количество теплоты:
$Q = Q_1 + Q_2 = 6.8 \cdot 10^5 \space Дж + 8.4 \cdot 10^5 \space Дж = 15.2 \cdot 10^5 \space Дж$.

Дано:
$m = 10 \space кг$
$t_1 = 29 \degree C$
$t_2 = 1539 \degree C$
$c = 460 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$\lambda = 2.7 \cdot 10^5 \frac<Дж><кг>$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

$Q_1 = cm(t_2 – t_1)$.
$Q_1 = 460 \frac<Дж> <кг \cdot \degree C>\cdot 10 \space кг \cdot (1539 \degree C – 19 \degree C) = 4600 \frac<Дж> <\degree C>\cdot 1510 \degree C = 6 \space 946 \space 000 \space Дж \approx 69 \cdot 10^5 \space Дж$.

$Q_2 = \lambda m$.
$Q_2 = 2.7 \cdot 10^5 \frac<Дж> <кг>\cdot 10 \space кг = 27 \cdot 10^5 \space Дж$.

$Q = Q_1 + Q_2 = 69 \cdot 10^5 \space Дж + 27 \cdot 10^5 \space Дж = 96 \cdot 10^5 \space Дж$.

Дано:
$m_1 = 3 \space кг$
$\lambda_1 = 3.4 \cdot 10^5 \frac<Дж><кг>$
$c_2 = 500 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$t_1 = 800 \degree C$
$t_2 = 0 \degree C$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Источник