Плавление и кристаллизация
Плавление — переход вещества из твёрдого состояния в жидкое при нагревании, а кристаллизация — обратный переход из жидкого состояния в твёрдое при охлаждении. Оба процесса относятся к фазовым переходам и сопровождаются обменом теплотой.
Формулы
Количество теплоты, необходимое для плавления вещества, уже нагретого до температуры плавления, вычисляют по формуле:
Здесь \(\lambda\) — удельная теплота плавления, то есть энергия, необходимая для плавления \(1\) кг вещества при температуре плавления. При кристаллизации такое же количество теплоты выделяется: \(Q = \lambda m\). Если вещество сначала нужно нагреть до температуры плавления, отдельно находят теплоту нагревания, а затем добавляют теплоту плавления; такой разбор приведён на странице нагревание и плавление вещества.
Чтобы расплавить \(2\) кг вещества с удельной теплотой плавления \(100\) кДж/кг, потребуется \(Q = \lambda m = 100 \cdot 2 = 200\) кДж. Если при кристаллизации выделяется эта теплота, её количество также равно \(200\) кДж.
Плавление не означает обязательного повышения температуры. Пока чистое кристаллическое вещество плавится, его температура постоянна. Повышение температуры происходит до начала плавления, а после полного плавления жидкость можно снова нагревать. При кристаллизации теплота выделяется, а не поглощается; подробнее см. теплоту кристаллизации.
Как изменится температура чистого льда во время плавления при постоянном давлении?
Главное
- Плавление — переход твёрдого вещества в жидкое, кристаллизация — обратный переход.
- При плавлении теплота поглощается, при кристаллизации — выделяется.
- Для изменения состояния вещества используют формулу \(Q = \lambda m\); температура чистого вещества во время перехода постоянна.