Нагревание и плавление вещества
Чтобы нагреть твёрдое тело до температуры плавления, а затем полностью расплавить его, нужно передать ему сумму двух количеств теплоты: на нагревание и на плавление.
Сначала тело нагревается, поэтому его температура повышается. Для этого используют понятие удельной теплоёмкости. Когда тело достигает температуры плавления, его температура во время плавления не изменяется, а подводимая энергия расходуется на переход вещества из твёрдого состояния в жидкое. Этот процесс рассматривается в теме плавления и кристаллизации.
Формула полной теплоты
Здесь \(Q_1=mc(t_\text{пл}-t_1)\) — теплота на нагревание, а \(Q_2=\lambda m\) — теплота на плавление. В формулу подставляют массу в килограммах, удельную теплоёмкость в Дж/(кг·°C), а удельную теплоту плавления — в Дж/кг. Если тело уже имеет температуру плавления, первый член равен нулю.
Для тела массой \(2\,\text{кг}\) нужно найти теплоту нагревания от \(20\,°\text{C}\) до \(80\,°\text{C}\) и плавления. Если \(c=500\,\text{Дж/(кг·°C)}\), а \(\lambda=100\,000\,\text{Дж/кг}\), то \(Q=2[500(80-20)+100\,000]=260\,000\,\text{Дж}\).
Температура плавления — это температура, при которой вещество плавится, а удельная теплота плавления — энергия для плавления \(1\,\text{кг}\) вещества без изменения температуры. В задачах на нагревание и плавление нельзя складывать температуры; складывают количества теплоты.
Тело массой \(m\) уже нагрето до температуры плавления. Какую формулу используют для его полного плавления?
Главное
- Полная теплота равна сумме теплоты на нагревание и теплоты на плавление: \(Q=mc(t_\text{пл}-t_1)+\lambda m\).
- При плавлении температура постоянна, а энергия расходуется на изменение агрегатного состояния.
- Все величины перед вычислением нужно привести к единицам СИ.