7. Хайлуулах ба талсжих (§ 12-14)
1. Боловсролын материалыг судлах
Материйн нэгтгэсэн төлөвүүд
Хайлуулах, талсжих
2. Өөрийгөө сорих. Туршилтууд "Материйн нэгтгэх төлөв", "Хайлах ба хатуурах"
3. Асуултанд хариулна уу:
1. Хайлах, хатуурах явцад молекулуудын хурд ба тэдгээрийн хоорондын зай хэрхэн өөрчлөгддөг вэ? Биеийн дотоод энергийн аль нь нэмэгдэж, аль нь буурч байна вэ?
2. Тэг температурт мөсийг ижил температуртай усанд хийвэл юу болох вэ?
3. Бүлээн усны температурыг юу илүү бууруулах вэ: мөсний хэсэг эсвэл тэг температурт ижил хэмжээний ус уу?
4. "Хайлах цэг" хүснэгтийг ашиглан олж мэдээрэй: 230 ° C-ийн температурт цагаан тугалга ямар төлөвт байгааг; 1503 ° C-ийн температурт ган; -215°С-ийн температурт азот?
5. График ашиглан асуултуудад хариулна уу.
Биеийн анхны температур хэд вэ?
- Биеийн хайлах үе хэдэн цагт эхэлсэн бэ?
- Ямар бодисоор дулааны процесс явагдсан бэ?
- халаалт эхэлснээс хойш 3 минутын дараа бие нь ямар байдалтай байсан бэ?
- Бие хайлахад хэр хугацаа зарцуулсан бэ?
- халаалт эхэлснээс хойш 8 минутын дараа бие нь ямар байдалтай байсан бэ?
6. Бие махбодид тохиолддог дулааны процессын графикийг байгуул.
ус: 80°С —› - 10°С
Хэрэв мөсийг саванд хийж, шатаж буй шатаагч дээр байрлуулсан бол сав халааж, мөс хайлж эхэлнэ. Гэсэн хэдий ч бүх мөсийг шингэрүүлэх хүртэл зуух хэр халуун байгаагаас үл хамааран усны температур 0 ° C (32 ° F) -аас дээш гарахгүй. Энэ нь мөсөнд нийлүүлж буй бүх дулааныг түүний молекулуудыг хооронд нь холбодог физик хүчийг даван туулахад ашигладагтай холбоотой юм.
Мөсөнд усны молекулууд нь нэг молекулын устөрөгчийн атом (цэнхэрээр харуулсан) ба нөгөө молекулын хүчилтөрөгчийн атом (улаанаар харуулсан) хооронд үүссэн молекул хоорондын холбоогоор холбогддог. Үүссэн зургаан өнцөгт болор бүтэц нь нэлээд өндөр хүч чадалтай. 0 ° C-д молекулууд маш хурдан хөдөлж, холбоо нь сулардаг. Зарим молекул хоорондын холбоо тасарч, усны молекулууд мөсийг орхиж шингэн болж хувирдаг. Энэ процессыг фазын шилжилт гэж нэрлэдэг (ус нь хатуу фазаас шингэн фаз руу шилждэг), түүний үүсэх температурыг хайлах цэг гэж нэрлэдэг.
Усыг хатуу төлөвт байлгах боломжийг олгодог холбоог таслахын тулд маш их хэмжээний эрчим хүч шаардагддаг тул шатаагчаас үүссэн бүх дулаан нь мөсний температурыг нэмэгдүүлэх биш харин эдгээр холбоог таслахад хүргэдэг. Дээр дурдсан фазын өөрчлөлтийг дуусгахад шаардагдах дулааныг хайлуулах далд дулаан эсвэл фазын өөрчлөлтийн дулаан гэж нэрлэдэг, учир нь энэ дулаан нь температурын өсөлтийг үүсгэдэггүй. Сүүлчийн холбоо тасарч, бүх мөс хайлж дууссаны дараа л усны температур нэмэгдэж, 0 хэмээс дээш болно.
Мөс хэрхэн хайлдаг вэ?
- Мөсөнд усны молекулууд маш удаан хөдөлж, бие биетэйгээ үргэлж холбоотой байж, хатуу биет үүсгэдэг. Мөсөнд дулаан өгөхөд (баруун талын зурган дээр шар бөмбөлөг хэлбэрээр харагдаж байна) усны молекулууд нэмэлт энерги авч, илүү хурдан хөдөлдөг боловч мөс шиг холбогддог.
- Хэрэв дулааны хангамж үргэлжилсээр байвал мөсний гадаргуу дээрх усны молекулууд чичиргээний хөдөлгөөний хурдыг нэмэгдүүлж, өмнө нь тэдгээрийг барьж байсан молекул хоорондын холбоог тасалдаг. Эдгээр молекулууд мөсийг орхиж усны шингэн фазыг үүсгэдэг. Цаашид дулааны хангамж нь үлдсэн молекул хоорондын холбоог устгах, мөсийг аажмаар хайлахад хүргэдэг.
- Үргэлжлүүлэн дулаан нэмэх нь эцэстээ хөлдөөсөн усны сүүлчийн молекулыг мөс болгон холбосон молекул хоорондын холбоог даван туулах хангалттай энергийг өгдөг. Одоо бүх ус шингэн болсон.
Мөс, ус, температур
Мөсөнд дулаан өгөх үед (зүүн талын зураг) эхлээд түүний температур нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч 0 ° C (32 ° F) температурт температурын өсөлт зогсч, фазын шилжилт үүсдэг: мөс хайлж эхэлдэг. График дээрх цэнхэр муруйгаас харахад нэмэлт дулааны оролт нь усны температурыг нэмэгдүүлэхгүйгээр мөсийг цаашид хайлахад хүргэдэг. Зөвхөн бүх мөс шингэн төлөвт шилжсэний дараа (текст дээрх зураг) нэмэлт дулаан хангамж нь усны температурыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
Бодисын хатуу талст төлөвөөс шингэн төлөвт шилжихийг нэрлэдэг хайлах. Хатуу талст биеийг хайлуулахын тулд тодорхой температурт халаах ёстой, өөрөөр хэлбэл дулааныг хангах ёстой.Бодис хайлах температурыг гэнэбодисын хайлах цэг.
Урвуу процесс - шингэнээс хатуу төлөв рүү шилжих нь температур буурах, өөрөөр хэлбэл дулааныг арилгах үед тохиолддог. Бодисын шингэн төлөвөөс хатуу төлөвт шилжихийг нэрлэдэгхатууруулах , эсвэл болорЛизаци . Бодис талсжих температурыг гэнэболор температурионууд .
Туршлагаас харахад аливаа бодис ижил температурт талсжиж, хайлдаг.
Зурагт талст бие (мөс)-ийн температурыг халаах хугацаа (цэгээс) харьцуулсан графикийг үзүүлэв. Ацэг хүртэл D)ба хөргөх хугацаа (цэгээс Дцэг хүртэл К). Энэ нь хэвтээ тэнхлэгийн дагуу цаг хугацаа, босоо тэнхлэгийн дагуух температурыг харуулдаг.
Графикаас харахад үйл явцын ажиглалт нь мөсний температур -40 ° C, эсвэл тэдний хэлснээр цаг хугацааны анхны агшин дахь температур байсан үеэс эхэлсэн. тэхлэл= -40 ° C (цэг Аграфик дээр). Цаашид халаах тусам мөсний температур нэмэгддэг (график дээр энэ хэсэг байна AB). Температур нь 0 ° C хүртэл нэмэгддэг - мөс хайлах температур. 0 градусын температурт мөс хайлж, температур нь өсөхөө болино. Бүх хайлах хугацаанд (жишээ нь бүх мөс хайлж дуустал) мөсний температур өөрчлөгддөггүй, гэхдээ шатаагч үргэлжлүүлэн шатаж, дулааныг өгдөг. Хайлах үйл явц нь графикийн хэвтээ хэсэгтэй тохирч байна Нар . Бүх мөс хайлж, ус болж хувирсны дараа л температур дахин нэмэгдэж эхэлдэг (хэсэг CD). Усны температур +40 хэмд хүрсний дараа шарагчийг унтрааж, ус хөргөж эхэлдэг, өөрөөр хэлбэл дулааныг зайлуулдаг (үүнийг хийхийн тулд та устай савыг өөр, том мөстэй саванд хийж болно). Усны температур буурч эхэлдэг (хэсэг Д.Э). Температур 0 ° C хүрэхэд дулааныг арилгасан хэвээр байгаа хэдий ч усны температур буурахаа болино. Энэ бол усны талсжих үйл явц - мөс үүсэх (хэвтээ хэсэг Э.Ф.). Бүх ус мөс болж хувирах хүртэл температур өөрчлөгдөхгүй. Үүний дараа л мөсний температур буурч эхэлдэг (хэсэг FK).
Харгалзан үзэх графикийн харагдах байдлыг дараах байдлаар тайлбарлав. Байршил асаалттай ABНийлүүлсэн дулааны улмаас мөсний молекулуудын дундаж кинетик энерги нэмэгдэж, температур нь нэмэгддэг. Байршил асаалттай НарКолбоны агуулгыг хүлээн авсан бүх энерги нь мөсөн болор торыг устгахад зарцуулагддаг: түүний молекулуудын орон зайн эмх цэгцгүй зохицуулалт нь эмх замбараагүй байдлаар солигдож, молекулуудын хоорондох зай өөрчлөгддөг, өөрөөр хэлбэл. Молекулууд нь бодис шингэн болж хувирах байдлаар өөрчлөгддөг. Молекулуудын дундаж кинетик энерги өөрчлөгддөггүй тул температур өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Цаашид хайлсан мөс усны температурыг нэмэгдүүлэх (тухай CD) нь шатаагчаас өгч буй дулааны улмаас усны молекулуудын кинетик энерги нэмэгдэхийг хэлнэ.
Ус хөргөх үед (хэсэг Д.Э) энергийн нэг хэсэг нь үүнээс салж, усны молекулууд бага хурдтай хөдөлж, дундаж кинетик энерги буурдаг - температур буурч, ус хөргөнө. 0 хэмд (хэвтээ хэсэг Э.Ф.) молекулууд тодорхой дарааллаар жагсаж, болор тор үүсгэдэг. Энэ процесс дуусах хүртэл дулааныг арилгаж байгаа хэдий ч бодисын температур өөрчлөгдөхгүй бөгөөд энэ нь хатуурах үед шингэн (ус) энерги ялгаруулдаг гэсэн үг юм. Энэ бол мөс шингээж, шингэн болж хувирсан энерги юм (хэсэг Нар). Шингэний дотоод энерги нь хатуу бодисынхаас их байдаг. Хайлах (болон талстжих) үед биеийн дотоод энерги огцом өөрчлөгддөг.
1650 ºС-ээс дээш температурт хайлдаг металлыг нэрлэдэг галд тэсвэртэй(титан, хром, молибден гэх мэт). Гянт болд нь тэдний дунд хамгийн өндөр хайлах цэгтэй байдаг - ойролцоогоор 3400 ° C. Галд тэсвэртэй металл ба тэдгээрийн нэгдлүүдийг агаарын хөлгийн үйлдвэрлэл, пуужин, сансрын технологи, цөмийн энергийн салбарт халуунд тэсвэртэй материал болгон ашигладаг.
Хайлах үед бодис нь энергийг шингээдэг гэдгийг дахин онцолж хэлье. Талсжих явцад эсрэгээрээ түүнийг хүрээлэн буй орчинд гаргадаг. Талсжих явцад ялгарах тодорхой хэмжээний дулааныг хүлээн авснаар орчин халдаг. Үүнийг олон шувууд сайн мэддэг. Тэд өвлийн улиралд хүйтэн жавартай үед гол мөрөн, нууруудыг бүрхсэн мөсөн дээр сууж байхад гайхах зүйл алга. Мөс үүсэх үед энерги ялгардаг тул түүний дээрх агаар ойн модныхоос хэд хэдэн градусаар дулаан байдаг бөгөөд шувууд үүнийг ашигладаг.
Аморф бодисыг хайлуулах.
Тодорхой байгаа эсэх хайлах цэгүүд- Энэ бол талст бодисын чухал шинж чанар юм. Чухам энэ шинж чанараараа тэдгээрийг мөн хатуу биет гэж ангилдаг аморф биетүүдээс амархан ялгаж чаддаг. Үүнд, ялангуяа шил, маш наалдамхай давирхай, хуванцар зэрэг орно.
Аморф бодисууд(талстаас ялгаатай нь) тодорхой хайлах цэггүй байдаг - тэд хайлдаггүй, харин зөөлрүүлдэг. Халаахад, жишээлбэл, шилний хэсэг эхлээд хатуугаас зөөлөн болж, амархан нугалж эсвэл сунгаж болно; өндөр температурт хэсэг нь өөрийн таталцлын нөлөөн дор хэлбэрээ өөрчилж эхэлдэг. Энэ нь халах үед зузаан наалдамхай масс нь түүний хэвтэж буй савны хэлбэрийг авдаг. Энэ масс нь эхлээд зөгийн бал шиг өтгөн, дараа нь цөцгий шиг, эцэст нь ус шиг бараг л бага зуурамтгай шингэн болж хувирдаг. Гэсэн хэдий ч хатуу биетийг шингэн рүү шилжүүлэх тодорхой температурыг зааж өгөх боломжгүй, учир нь энэ нь байхгүй.
Үүний шалтгаан нь аморф биетүүдийн бүтцийн талст биетүүдийн бүтцийн үндсэн ялгаанд оршдог. Аморф биет дэх атомууд санамсаргүй байдлаар байрладаг. Аморф бие нь бүтцээрээ шингэнтэй төстэй байдаг. Хатуу шилэнд аль хэдийн атомууд санамсаргүй байдлаар байрладаг. Энэ нь шилний температурыг нэмэгдүүлэх нь зөвхөн түүний молекулуудын чичиргээний хүрээг нэмэгдүүлж, аажмаар илүү их хөдөлгөөн хийх эрх чөлөөг өгдөг гэсэн үг юм. Тиймээс шил нь аажмаар зөөлөрч, молекулуудын хатуу дарааллаас эмх замбараагүй байдал руу шилжих шилжилтийн онцлог шинж чанартай "хатуу-шингэн" хурц шилжилтийг харуулдаггүй.
Хайлуулах дулаан.
Хайлах дулаан- энэ нь бодисыг хатуу талст төлөвөөс шингэн байдалд бүрэн шилжүүлэхийн тулд хайлах цэгтэй тэнцүү тогтмол даралт, тогтмол температурт өгөх ёстой дулааны хэмжээ юм. Хайлтын дулаан нь бодисыг шингэн төлөвөөс талсжуулах явцад ялгарах дулаантай тэнцүү байна. Хайлах явцад бодист өгөгдсөн бүх дулаан нь түүний молекулуудын боломжит энергийг нэмэгдүүлэхэд чиглэгддэг. Тогтмол температурт хайлдаг тул кинетик энерги өөрчлөгддөггүй.
Ижил масстай янз бүрийн бодисын хайлалтыг туршилтаар судалснаар тэдгээрийг шингэн болгон хувиргахад өөр өөр хэмжээний дулаан шаардагддагийг анзаарч болно. Жишээлбэл, нэг кг мөс хайлуулахын тулд 332 Ж, 1 кг хар тугалга хайлуулахын тулд 25 кЖ эрчим хүч зарцуулах шаардлагатай болдог.
Бие махбодоос ялгарах дулааны хэмжээг сөрөг гэж үздэг. Иймд масстай бодисыг талсжуулах явцад ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолохдоо м, та ижил томъёог ашиглах ёстой, гэхдээ хасах тэмдэгтэй:
Шаталтын дулаан.
Шаталтын дулаан(эсвэл илчлэгийн үнэ цэнэ, калорийн агууламж) нь түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээ юм.
Биеийг халаахад түлш шатаах явцад ялгардаг энергийг ихэвчлэн ашигладаг. Уламжлалт түлш (нүүрс, газрын тос, бензин) нь нүүрстөрөгч агуулдаг. Шаталтын үед нүүрстөрөгчийн атомууд агаар дахь хүчилтөрөгчийн атомуудтай нэгдэж нүүрстөрөгчийн давхар ислийн молекулуудыг үүсгэдэг. Эдгээр молекулуудын кинетик энерги нь анхны бөөмсүүдийнхээс их байдаг. Шаталтын үед молекулуудын кинетик энерги нэмэгдэхийг энерги ялгарах гэж нэрлэдэг. Түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах энерги нь энэ түлшний шаталтын дулаан юм.
Түлшний шаталтын дулаан нь түлшний төрөл ба түүний массаас хамаарна. Түлшний масс их байх тусам түүнийг бүрэн шатаах явцад ялгарах дулааны хэмжээ их байх болно.
1 кг жинтэй түлшийг бүрэн шатаах үед хэр их дулаан ялгардагийг харуулсан физик хэмжигдэхүүнийг нэрлэдэг. түлшний шаталтын хувийн дулаан.Шаталтын тодорхой дулааныг үсгээр тэмдэглэнэqба килограмм тутамд жоуль (Ж/кг)-ээр хэмжигдэнэ.
Дулааны хэмжээ Qшаталтын явцад ялгардаг мкг түлшийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.
Дурын масстай түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээг олохын тулд энэ түлшний шаталтын хувийн дулааныг түүний массаар үржүүлэх шаардлагатай.
Физикийн бие даасан ажил Бодисын агрегат төлөв 8-р ангийн сурагчдын талст биетийн хайлуулалт, хатуурал. Бие даасан ажил нь тус бүрдээ 5 даалгавартай 2 сонголтоос бүрдэнэ.
1 сонголт
1. Хайлах, хатуурах явцад молекулуудын хурд ба тэдгээрийн хоорондын зай хэрхэн өөрчлөгддөг вэ? Ямар үйл явц нэмэгдэж, аль нь дотоод энерги буурч байна вэ?
2. Тэг температурт мөсийг ижил температуртай усанд хийвэл юу болох вэ?
3. Халуун усны температурыг юу илүү бууруулах вэ: нэг хэсэг мөс эсвэл тэг температурт ижил хэмжээний ус уу?
4. Намар нь хоолойд ус үлдэж, хавар нь хоолой нь хагарсан байсан. Яагаад?
5. Заримдаа машины салхины шилэн дээр чипс, одууд гарч ирдэг. Үүний шалтгаан нь урдуур явж байсан машинуудын чулууны цохилт юм. Яагаад эдгээр шилний согогийг эхний хяруунаас өмнө арилгах шаардлагатай байна вэ?
Сонголт 2
1. Цагаан тугалга нь нэгтгэх нэг төлөвөөс нөгөөд шилждэг. Дотоод энергийг нь нэмэгдүүлсэн нь мэдэгдэж байвал хатуу болсон уу эсвэл хайлсан уу?
2. Ямар тохиолдолд ус илүү өндөр температурт халах вэ: хэрэв шингэн цагаан тугалга нь хатуурах температурт цутгаж байвал эсвэл хайлах температурт хатуу цагаан тугалга шидвэл?
3. Яагаад зооринд байрлуулсан устай том хөлөг онгоц хүнсний ногоог анхны хяруунаас авардаг вэ?
4. Заримдаа хөлдөөгчид үлдсэн усны сав хагардаг. Яагаад?
5. Мөс хаана, хэзээ үүсдэг вэ?
Физикийн бие даасан ажлын хариулт Бодисын агрегат төлөв Талст биетүүдийн хайлах, хатуурах
1 сонголт
1. Хайлах үед молекулын хурд нэмэгдэж, хатуурах үед эсрэгээр буурдаг. Хайлах үед дотоод энерги нэмэгдэж, хатуурах үед буурдаг.
2. Мөс нь усанд хөвөх нь гарцаагүй, учир нь мөсний нягт нь усны нягтралаас бага боловч ижил температурт дулаан солилцох боломжгүй тул ус хайлах дулааныг хүлээн авахгүй тул мөс хайлах нь гарцаагүй.
3. Нэг хэсэг мөс, учир нь халаахаас гадна зарим дулааныг мөс хайлуулахад зарцуулна.
4. Ус хөлдөх үед томордог.
5. Эдгээр чипс рүү ус орж, хөлдөх үед мөсний эзэлхүүн нь усны эзэлхүүнээс их байх ба мөс нь шилийг эвдэж, чип болон хагарлын хэмжээг нэмэгдүүлсээр байх болно.
Сонголт 2
1. Дотоод энергийг ихэсгэсэн учраас хайлсан. Мөн хатуурах нь энэ энергийг ялгаруулдаг гэдгээрээ онцлог юм.
2. Хэрэв та хатууруулах температурт шингэн цагаан тугалга хийнэ.
3. Гэнэт хүйтрэх юм бол ус хөлддөг. Ус хөлдөх үед тодорхой хэмжээний дулаан ялгардаг.
4. Хөлдөх үед усны хэмжээ нэмэгддэг.
5. Хүйтнээс дээш температуртай газраас ус тэгээс доош температурт аажуу урсах үед мөсөн бүрхүүл үүсдэг. Жишээ нь: нар дээврийг дулаацуулж, цас хайлдаг.
