Топлина на топене на веществата
Какво е процеса на топене на леда?
По определение: Топенето е преход от твърда към течна фаза
Процесът на топене на леда възниква под въздействието на топлина, при което молекулите започват да се движат по-бързо, връзките между тях се разрушават и те се освобождават от кристалната решетка. Така веществото (леда) започва да омеква и да се топи, преминавайки в течната си фаза (вода). Разрушаването на междумолекулните връзки в ледените кристали отнема много топлина, която се нарича специфична топлина на топене.Топенето усилва глобаното затопляне
Ако топенето се случва в природата, тъй като ледът отразява топлината, а водата я абсорбира, топенето на леда е самоусилващ се процес, който може допълнително да ускорява глобалното затопляне. Дългосрочните ефекти от глобалното затопляне включват допълнително топене на ледовете, затопляне на океаните, повишаване на морското равнище и подкиселяване на океанската вода.Особености на процеса на топене
Нагряване до точката на топене
Нагряване на твърдото вещество (кристалите)
В твърдото вещество молекулите са подредени в определен ред под формата на кристали. Те практически не се движат, само леко се люлеят на място. За да може дадено вещество да премине в течно състояние, на молекулите трябва да се даде допълнителна енергия, за да могат да избягат от привличането на съседни молекули в кристалите. При нагряване на твърдото вещество, ние даваме на молекулите тази необходима енергия. И докато всички молекули не получат достатъчно енергия и всички кристали не бъдат унищожени, температурата на веществото не се повишава.
 |
| Топлина на топене |
Температура на топене
Температу́ра на топене (обикновено съвпада с температурата на кристализация) е температурата на твърдо кристално тяло (каквото е леда), при която то преминава в течно състояние (вода). При температурата на топене водата може да бъде както в течно, така и в твърдо състояние.
- Втечняване
Когато се подаде допълнителна топлина, водата постепено преминава в течно състояние, при което температурата на топене не се променя, докато цялото количесво лед в разглежданата система не се разтопи.
- Втвърдяване
При отстраняване на излишната топлина (охлаждане) водата ще премине в твърдо състояние (втвърдяване) и докато се втвърди напълно, температурата му няма да се промени.
Специфична топлина на топене
Експериментите показват, че различните вещества с една и съща маса изискват различни количества топлина, за да се стопят напълно. Тоест има определена стойност, от която зависи колко топлина трябва да поеме дадено вещество, за да се стопи. И тази стойност е различна за различните вещества. Тази стойност във физиката се нарича специфична топлина на топене на даденото вещество. Стойностите на специфичната топлина на топене за различните вещества са установени чрез експерименти и събрани в специални таблици, от които може да се извлече тази информация.Специфичната топлина на топене (енталпия на топенето, като има и равнозначна концепция за специфична топлина на кристализация) е количеството топлина, което трябва да бъде придадено на една единица маса от кристално вещество в равновесен изобарно-изотермичен процес, за да го превърне от твърдо (кристално) състояние в течно.
Формула за специфичната топлина на топене
Специфичната топлина на топене се обозначава с буквата "λ" и формулата е следната:- - Q е количеството топлина, получено от веществото по време на топене (или освободено по време на кристализация),
- - m е масата на топящото се (кристализиращо) вещество.
|
|
Колко е специфичната топлина на топене на леда
Специфичната топлина на топене на вода в твърдо състояние, тоест специфичната топлина на топене на леда е 3,4 * 105 J / kg. Тези данни ни позволяват да изчислим колко енергия е необходима, за да се стопи лед с определена маса.
Използване на топлината на топене
Познавайки също така специфичния топлинен капацитет на леда и водата, е възможно да се изчисли точно колко енергия е необходима за определен процес, например за разтопяване на лед с маса 2 kg и температура -30 ° C и довеждане на получената вода да завиране. Такава информация за различни вещества е много необходима в индустрията, за да се изчисли реалната консумация на енергия при производството на всякакви стоки.
Количество топлинна енергия при топене
Водата изисква сравнително голямо количество топлинна енергия при топене. Вярно е и обратното - при замръзване, водата трябва да отдаде голямо количество енергия. Това намалява вероятността от замръзване на съдържанието на клетките и заобикалящите ги течности на живите организми.Високата специфична топлина на топене обяснява забавеното топене на леда в езера, реки и други водоеми. И тъй като ледът абсорбира топлината от околната среда, времето по това време обикновено е хладно. Обратно, когато езерата, реките и други водни басейни замръзват, се отделя голямо количество енергия, което прави късното есенно време по-топло, а климата край моретата и океаните по-умерен.
Кристализация на водата е обратен процес на топенето
Съгласно със закона за запазване на енергията, обратният процес на кристализация на водата е съпроводен с отделяне на същото количество топлина, което се поглъща при топенето. Кристалите на водата са особено пагубни за живота, когато се образуват вътре в клетките на организма. Скритата топлина на топене на водата е мяра за топлинна енергия, необходима за разтапянето на твърдото вещество (леда).Десублимация се нарича процеса на директно преминаване от твърдо (лед) в газообразно състояние (пара), като се избягват топенето и течната фаза (вода).
----------------
Този коментар бе премахнат от администратор на блога.
ОтговорИзтриване