Топене и втвърдяване на кристални тела

За да се стопи твърдо кристално тяло, трябва да пренесе известно количество топлина.

Нека направим експеримент. Напълнете конична колба с малки парченца лед. След като вмъкнем термометър в него и затворим колбата със запушалка, започваме да я загряваме (фиг. 78). Ще видим, че нищо особено няма да се случи с лед или при -15 ° C, или при -10 ° C, или при -5 ° C: той все още ще остане твърд. Промените ще започнат да се случват при 0 ° C. От този момент нататък ледът ще се стопи, превръщайки се във вода и докато целият лед се разтопи, температурата му ще остане непроменена. Температурата на веществото в колбата ще започне да се повишава отново само след като в нея остане само вода. Когато тази вода се нагрее до 20 ° C, изключете горелката.

Ако начертаем зависимостта на температурата на веществото в колбата от времето, ще получим линията, показана на фигура 79.

кристални
втвърдяване

Раздел AB на тази графика описва нагряването на лед от -20 до 0 ° C. Поради контакт с гореща колба (загрята горелка), средната кинетична енергия на ледените молекули се увеличава и температурата на леда се повишава.

В секцията BC, цялата енергия, получена от съдържанието на колбата, се изразходва за разрушаването на кристалната решетка на леда: нейните молекули са пренаредени по такъв начин, че веществото да стане течно. Средната кинетична енергия на молекулите остава непроменена. Следователно температурата на веществото също е непроменена.

Нарича се температурата, при която дадено вещество се топи точка на топене това вещество.

Раздел CD описва нагряването на водата, образувана след топене на лед. Получавайки енергия от нагревателя, водните молекули започват да се движат все по-интензивно. Средната им кинетична енергия се увеличава и температурата на водата се повишава.

Фигура 80 показва графика на обратния процес. Първо, водата, отделяща енергия, се охлажда от 20 до 0 ° C. Освен това молекулите му се движат все по-малко и по-малко интензивно. При 0 ° C те започват да се нареждат в определен ред, образувайки кристална решетка от лед. Докато този процес (наречен кристализация) не завърши, температурата на веществото няма да се промени.