Tema lekcije: „Specifična toplota fuzije. Grafovi topljenja i

učvršćivanje kristalnih tijela."

Ciljevi lekcije:

Razviti sposobnost crtanja grafikona temperature kristalnog tijela u zavisnosti od vremena zagrijavanja;

Uvesti koncept specifične toplote fuzije;

Unesite formulu za izračunavanje količine topline potrebne da se otopi kristalno tijelo mase m, uzeto na temperaturi topljenja.

Razviti sposobnost poređenja, kontrastiranja i generalizacije materijala.

Preciznost u sastavljanju rasporeda, naporan rad, sposobnost dovršavanja započetih poslova.

Epigraf lekcije:

“Bez sumnje, svo naše znanje počinje iskustvom.”

Kant (njemački filozof 1724-1804)

“Nije sramota ne znati, šteta je ne naučiti”

(ruska narodna poslovica)

Tokom nastave:

I. Organiziranje vremena. Određivanje teme i ciljeva lekcije.

II. Glavni dio lekcije.

1. Ažuriranje znanja:

U odboru su 2 osobe:

Upiši riječi koje nedostaju u definiciji.

“Molekuli u kristalima se nalaze..., kreću se..., drže ih na određenim mjestima sile molekularne privlačnosti. Kada se tijela zagriju, prosječna brzina kretanja molekula ..., i vibracije molekula ..., sile koje ih drže, ..., tvar prelazi iz čvrstog u tekuće stanje, ovaj proces se naziva ... ".

“Molekuli u rastopljenoj supstanci se nalaze..., kreću se... i... drže se na određenim mjestima silama molekularne privlačnosti. Kada se tijelo ohladi, prosječna brzina kretanja molekula ..., opseg vibracija ..., i sile koje ih drže ..., supstanca prelazi iz tekućeg u čvrsto stanje, ovaj proces se naziva.. .

Ostatak razreda radi na mini-test karticama ()

Korištenje vrijednosti tablice u kolekciji Lukashikovih problema.

Opcija #1

1. Olovo se topi na temperaturi od 327 0C. Šta možete reći o temperaturi očvršćavanja olova?

A) Jednako je sa 327 0C.

B) Viša je od temperature

topljenje.

2. Na kojoj temperaturi živa dobija kristalnu strukturu?

A) 4200C; B) - 390C;

3. U tlu na dubini od 100 km temperatura je oko 10.000C. Koji metal: cink, kalaj ili gvožđe je tamo u nerastopljenom stanju.

A) cink. B) Limenka. B) Gvožđe

4. Gas koji izlazi iz mlaznice mlaznog aviona ima temperaturu od 500 - 7000C. Može li se napraviti mlaznica?

Mogu li. B) To je nemoguće.

Topljenje i očvršćavanje kristalnih tijela.

Opcija br. 2

1. Kada se kristalna supstanca topi, njena temperatura...

B) smanjuje se.

2. Na kojoj temperaturi cink može biti u čvrstom i tečnom stanju?

A) 4200C; B) - 390C;

B) 1300 - 15000S; D) 00C; D) 3270C.

3. Koji metal: cink, kalaj ili gvožđe će se rastopiti na temperaturi topljenja bakra?

A) cink. B) Limenka. B) Gvožđe

4. Temperatura vanjske površine rakete tokom leta raste na 1500 - 20000C. Koji metali su pogodni za izradu spoljašnjeg omotača raketa?

A) Čelik. B). Osmijum. B) Volfram

D) Srebro. D) Bakar.

Topljenje i očvršćavanje kristalnih tijela.

Opcija br. 3

1. Aluminijum stvrdnjava na temperaturi od 6600C. Šta možete reći o tački topljenja aluminijuma?

A) Jednako je sa 660 0C.

B) Ispod je tačke topljenja.

B) Viša je od temperature

topljenje.

2. Na kojoj temperaturi dolazi do kolapsa kristalne strukture čelika?

A) 4200C; B) - 390C;

B) 1300 - 15000S; D) 00C; D) 3270C.

3. Na površini Mjeseca noću temperatura pada na -1700C. Da li je moguće izmjeriti ovu temperaturu živinim i alkoholnim termometrima?

A) To je nemoguće.

B) Možete koristiti alkoholni termometar.

C) Možete koristiti živin termometar.

D) Možete koristiti i živine i alkoholne termometre.

4. Koji metal, kada je u rastopljenom stanju, može zamrznuti vodu?

A) Čelik. B) cink. B) Volfram.

D) Srebro. D) Merkur.

Topljenje i očvršćavanje kristalnih tijela.

Opcija br. 4

1. Prilikom kristalizacije (učvršćivanja) rastaljene supstance, njena temperatura ...

A) neće se promijeniti. B) povećava.

B) smanjuje se.

2. Najniža temperatura vazduha -88,30C zabeležena je 1960. godine na Antarktiku u naučnoj stanici Vostok. Koji termometar se može koristiti na ovom mjestu na Zemlji?

A) Merkur. B) Alkohol

C) Možete koristiti i živine i alkoholne termometre.

D) Ne treba koristiti ni živine ni alkoholne termometre.

3. Da li je moguće rastopiti bakar u aluminijskoj posudi?

Mogu li. B) To je nemoguće.

4. Koji metal ima kristalnu rešetku koja je uništena na najvišoj temperaturi?

A) Od čelika. B) U bakru. B) U volframu.

D) Platina D) Osmijum.

2. Provjera šta piše na tabli. Ispravljanje greške.

3. Proučavanje novog gradiva.

a) Demonstracija filma. "Topljenje i kristalizacija čvrste supstance"

b) Izrada grafikona promjena fizičkog stanja tijela. (2 slajda)

c) detaljna analiza grafa sa analizom svakog segmenta grafa, proučavanje svih fizičkih procesa koji se dešavaju u određenom intervalu grafa. (3 slajda)

topljenje?

A) 50 0S B) 1000S C) 6000S D) 12000S

0 3 6 9 min.

D) 16 min. D) 7 min.

Opcija br. 2 0C

segment AB? 1000

D) Stvrdnjavanje. B C

segment BV?

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje. 500

D) Stvrdnjavanje D

3. Na kojoj temperaturi je započeo proces?

otvrdnjavanje?

A) 80 0C. B) 350 0S C) 3200S

D) 450 0S D) 1000 0S

4. Koliko je vremena bilo potrebno da se tijelo očvrsne? 0 5 10 min.

A) 8 min. B) 4 min. B) 12 min.

D) 16 min. D) 7 min.

A) Povećan. B) Smanjena. B) Nije se promijenio.

6. Koji proces na grafu karakterizira VG segment?

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje. D) Stvrdnjavanje.

Grafikon topljenja i skrućivanja kristalnih čvrstih materija.

Opcija br. 3 0C

1.Koji proces na grafu karakteriše 600 G

segment AB?

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje.

D) Stvrdnjavanje. B C

2. Koji proces na grafu karakteriše

segment BV?

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje. 300

D) Stvrdnjavanje.

3. Na kojoj temperaturi je započeo proces?

topljenje?

A) 80 0S B) 3500S C) 3200S D) 4500S

4. Koliko je vremena trebalo da se tijelo otopi? A

A) 8 min. B) 4 min. B) 12 min. 0 6 12 18 min.

D) 16 min. D) 7 min.

5. Da li se temperatura tokom topljenja promijenila?

A) Povećan. B) Smanjena. B) Nije se promijenio.

6. Koji proces na grafu karakterizira VG segment?

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje. D) Stvrdnjavanje.

Grafikon topljenja i skrućivanja kristalnih čvrstih materija.

Opcija br. 4 0C

1. Koji proces na grafu karakteriše A

segment AB? 400

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje.

D) Stvrdnjavanje. B C

2. . Koji proces na grafikonu karakteriše

segment BV?

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje. 200

D) Stvrdnjavanje

3. Na kojoj temperaturi je započeo proces?

otvrdnjavanje?

A) 80 0C. B) 350 0S C) 3200S D

D) 450 0S D) 1000 0S

4. Koliko je vremena bilo potrebno da se tijelo očvrsne? 0 10 20 min.

A) 8 min. B) 4 min. B) 12 min.

D) 16 min. D) 7 min.

5. Da li se temperatura promijenila tokom sušenja?

A) Povećan. B) Smanjena. B) Nije se promijenio.

6. Koji proces na grafu karakterizira VG segment?

A) Grejanje. B) Hlađenje. B) Topljenje. D) Stvrdnjavanje.

III. Sažetak lekcije.

IV. Domaći (diferencirani) 5 slajd

V. Ocjenjivanje za lekciju.

Da biste efikasno planirali sve građevinske radove, morate znati koliko je vremena potrebno da se beton stvrdne. I ovdje postoji niz suptilnosti koje u velikoj mjeri određuju kvalitetu izgrađene strukture. U nastavku ćemo detaljno opisati kako se otopina suši i na šta trebate obratiti pažnju prilikom organiziranja povezanih operacija.

Da bi materijal bio pouzdan, važno je pravilno organizirati njegovo sušenje

Teorija polimerizacije cementnog maltera

Da biste upravljali procesom, veoma je važno razumeti kako se tačno dešava. Zato je vrijedno unaprijed proučiti šta je stvrdnjavanje cementa (ovdje saznajte kako napraviti saksije od betona).

U stvari, ovaj proces je višestepeni. Uključuje i izgradnju čvrstoće i samo sušenje.

Pogledajmo ove faze detaljnije:

• Stvrdnjavanje betona i drugih maltera na bazi cementa počinje tzv. vezivanjem. U tom slučaju tvar u oplati ulazi u primarnu reakciju s vodom, zbog čega počinje stjecati određenu strukturu i mehaničku čvrstoću.
• Vrijeme postavljanja ovisi o mnogim faktorima. Ako za standardnu ​​uzmemo temperaturu vazduha od 200C, onda za rastvor M200 proces počinje otprilike dva sata nakon izlivanja i traje oko sat i po.
• Nakon stvrdnjavanja beton se stvrdne. Ovdje najveći dio cementnih granula reagira s vodom (iz tog razloga se proces ponekad naziva hidratacija cementa). Optimalni uslovi za hidrataciju su vlažnost vazduha od oko 75% i temperatura od 15 do 200C.
• Na temperaturama ispod 100C postoji opasnost da materijal ne postigne projektnu čvrstoću, zbog čega se za radove zimi moraju koristiti posebni aditivi protiv smrzavanja.

Raspored jačanja

• Čvrstoća gotove strukture i brzina stvrdnjavanja otopine međusobno su povezani. Ako sastav prebrzo izgubi vodu, tada neće sav cement imati vremena za reakciju, a unutar strukture će se formirati džepovi male gustoće, koji mogu postati izvor pukotina i drugih nedostataka.

Bilješka! Rezanje armiranog betona dijamantskim kotačima nakon polimerizacije često jasno pokazuje heterogenu strukturu ploča izlivenih i sušenih kršeći tehnologiju.

Fotografija reza sa jasno vidljivim nedostacima

• U idealnom slučaju, rješenje zahtijeva 28 dana prije potpunog stvrdnjavanja.. Međutim, ako konstrukcija nema prestroge zahtjeve za nosivost, tada je možete početi koristiti u roku od tri do četiri dana nakon izlijevanja.

Prilikom planiranja građevinskih ili popravnih radova važno je pravilno procijeniti sve faktore koji će utjecati na brzinu dehidracije otopine (pročitajte i članak „Neautoklavni gazirani beton i njegove karakteristike“).

Stručnjaci ističu sljedeće tačke:

Proces vibracionog zbijanja

• Prvo, uslovi životne sredine igraju ključnu ulogu. Ovisno o temperaturi i vlažnosti, izliveni temelj može se ili osušiti za samo nekoliko dana (i tada neće dostići svoju projektnu čvrstoću), ili ostati vlažan duže od mjesec dana.
• Drugo - gustina pakovanja. Što je materijal gušći, to sporije gubi vlagu, što znači da se hidratacija cementa odvija efikasnije. Vibracioni tretman se najčešće koristi za zbijanje, ali kada sami radite posao, možete proći i bajonetiranjem.

Savjet! Što je materijal gušći, to ga je teže obraditi nakon stvrdnjavanja. Zbog toga konstrukcije koje su izgrađene uz pomoć vibracijskog zbijanja najčešće zahtijevaju dijamantsko bušenje rupa u betonu: konvencionalne bušilice se prebrzo troše.

• Sastav materijala također utiče na brzinu procesa. Uglavnom, brzina dehidracije ovisi o poroznosti punila: ekspandirana glina i šljaka akumuliraju mikroskopske čestice vlage i oslobađaju ih mnogo sporije od pijeska ili šljunka.
• Takođe, da bi se usporilo sušenje i efikasnije dobilo snagu, široko se koriste aditivi koji zadržavaju vlagu (bentonit, rastvori sapuna itd.). Naravno, cijena konstrukcije raste, ali ne morate brinuti o prijevremenom isušivanju.

Modifikator za beton

• Pored svega navedenog, u uputama se preporučuje da obratite pažnju na materijal oplate. Porozni zidovi neobrađenih ploča izvlače značajnu količinu tekućine iz rubnih područja. Stoga je za osiguranje čvrstoće bolje koristiti oplatu od metalnih ploča ili položiti polietilensku foliju unutar drvene kutije.

Porozna oplata aktivno "povlači" vlagu iz materijala

Savjeti za organizaciju procesa

Samoizlijevanje betonskih temelja i podova mora se izvesti prema određenom algoritmu.

Da biste zadržali vlagu u debljini materijala i potaknuli maksimalno povećanje čvrstoće, morate postupati ovako:

• Za početak izvodimo kvalitetnu hidroizolaciju oplate. Da bismo to učinili, drvene zidove prekrivamo polietilenom ili koristimo posebne plastične sklopive ploče.
• U otopinu uvodimo modifikatore, čiji je učinak usmjeren na smanjenje brzine isparavanja tekućine. Možete koristiti i aditive koji omogućavaju materijalu da brže dobije snagu, ali su prilično skupi, zbog čega se koriste uglavnom u višekatnoj gradnji.
• Zatim sipajte beton i dobro ga zbijete. U tu svrhu najbolje je koristiti poseban vibrirajući alat. Ako nema takvog uređaja, izlivenu masu obrađujemo lopatom ili metalnom šipkom, uklanjajući mjehuriće zraka.

Što manje vlage ostavlja prvih dana, to će podloga biti jača.

• Nakon stvrdnjavanja, pokrijte površinu otopine plastičnom folijom. To se radi kako bi se smanjio gubitak vlage u prvih nekoliko dana nakon ugradnje.

Bilješka! U jesen polietilen štiti i cement koji se nalazi na otvorenom od padavina koje nagrizaju površinski sloj.

• Nakon otprilike 7-10 dana, oplata se može demontirati. Nakon demontaže pažljivo pregledamo zidove konstrukcije: ako su mokri, možete ih ostaviti otvorene, ali ako su suhi, bolje ih je pokriti polietilenom.
• Nakon toga svaka dva do tri dana skidamo film i pregledamo betonsku površinu. Ako se pojavi velika količina prašine, pukotina ili ljuštenja materijala, smrznutu otopinu navlažimo crijevom i ponovo je prekrijemo polietilenom.
• Dvadesetog dana uklonite film i nastavite sa sušenjem na prirodan način.
• Nakon što prođe 28 dana od punjenja, može se pristupiti sljedećoj fazi radova. U isto vrijeme, ako smo sve učinili ispravno, konstrukcija se može opteretiti "u potpunosti" - njena snaga će biti maksimalna!

Znajući koliko je vremena potrebno da se betonski temelj stvrdne, moći ćemo pravilno organizirati sve ostale građevinske radove. Međutim, ovaj proces se ne može ubrzati, jer cement dobiva potrebne karakteristike samo kada se dovoljno vremena stvrdne (također saznajte kako izgraditi betonski podrum).

Detaljnije informacije o ovom pitanju predstavljene su u videu u ovom članku.

Da biste efikasno planirali sve građevinske radove, morate znati koliko je vremena potrebno da se beton stvrdne. I ovdje postoji niz suptilnosti koje u velikoj mjeri određuju kvalitetu izgrađene strukture. U nastavku ćemo detaljno opisati kako se otopina suši i na šta trebate obratiti pažnju prilikom organiziranja povezanih operacija.

Teorija polimerizacije cementnog maltera

Da biste upravljali procesom, veoma je važno da razumete kako se tačno dešava. Zato je vrijedno unaprijed proučiti šta je stvrdnjavanje cementa ().

U stvari, ovaj proces je višestepeni. Uključuje i izgradnju čvrstoće i samo sušenje.

Pogledajmo ove faze detaljnije:

• Stvrdnjavanje betona i drugih maltera na bazi cementa počinje tzv. vezivanjem. U tom slučaju tvar u oplati ulazi u primarnu reakciju s vodom, zbog čega počinje stjecati određenu strukturu i mehaničku čvrstoću.
• Vrijeme postavljanja ovisi o mnogim faktorima. Ako za standard uzmemo temperaturu vazduha od 20 0 C, onda za rastvor M200 proces počinje otprilike dva sata nakon izlivanja i traje oko sat i po.
• Nakon stvrdnjavanja beton se stvrdne. Ovdje najveći dio cementnih granula reagira s vodom (iz tog razloga se proces ponekad naziva hidratacija cementa). Optimalni uslovi za hidrataciju su vlažnost vazduha od oko 75% i temperatura od 15 do 20 0 C.
• Pri temperaturama ispod 10 0 C postoji opasnost da materijal ne postigne projektnu čvrstoću, zbog čega se za radove zimi moraju koristiti posebni aditivi protiv smrzavanja.

• Čvrstoća gotove strukture i brzina stvrdnjavanja otopine međusobno su povezani. Ako sastav prebrzo izgubi vodu, tada neće sav cement imati vremena za reakciju, a unutar strukture će se formirati džepovi male gustoće, koji mogu postati izvor pukotina i drugih nedostataka.

Bilješka! Rezanje armiranog betona dijamantskim kotačima nakon polimerizacije često jasno pokazuje heterogenu strukturu ploča izlivenih i sušenih kršeći tehnologiju.

• U idealnom slučaju, rješenje zahtijeva 28 dana prije potpunog stvrdnjavanja.. Međutim, ako konstrukcija nema prestroge zahtjeve za nosivost, tada je možete početi koristiti u roku od tri do četiri dana nakon izlijevanja.

Faktori koji utiču na otvrdnjavanje

Prilikom planiranja građevinskih ili popravnih radova važno je pravilno procijeniti sve faktore koji će utjecati na brzinu dehidracije otopine ().

Stručnjaci ističu sljedeće tačke:

• Prvo, uslovi životne sredine igraju ključnu ulogu. Ovisno o temperaturi i vlažnosti, izliveni temelj može se ili osušiti za samo nekoliko dana (i tada neće dostići svoju projektnu čvrstoću), ili ostati vlažan duže od mjesec dana.
• Drugo - gustina pakovanja. Što je materijal gušći, to sporije gubi vlagu, što znači da se hidratacija cementa odvija efikasnije. Vibracioni tretman se najčešće koristi za zbijanje, ali kada sami radite posao, možete proći i bajonetiranjem.

Savjet! Što je materijal gušći, to ga je teže obraditi nakon stvrdnjavanja. Zbog toga konstrukcije koje su izgrađene uz pomoć vibracijskog zbijanja najčešće zahtijevaju dijamantsko bušenje rupa u betonu: konvencionalne bušilice se prebrzo troše.

• Sastav materijala također utiče na brzinu procesa. Uglavnom, brzina dehidracije ovisi o poroznosti punila: ekspandirana glina i šljaka akumuliraju mikroskopske čestice vlage i oslobađaju ih mnogo sporije od pijeska ili šljunka.
• Takođe, da bi se usporilo sušenje i efikasnije dobilo snagu, široko se koriste aditivi koji zadržavaju vlagu (bentonit, rastvori sapuna itd.). Naravno, cijena konstrukcije raste, ali ne morate brinuti o prijevremenom isušivanju.

• Pored svega navedenog, u uputama se preporučuje da obratite pažnju na materijal oplate. Porozni zidovi neobrađenih ploča izvlače značajnu količinu tekućine iz rubnih područja. Stoga je za osiguranje čvrstoće bolje koristiti oplatu od metalnih ploča ili položiti polietilensku foliju unutar drvene kutije.

Samoizlijevanje betonskih temelja i podova mora se izvesti prema određenom algoritmu.

Da biste zadržali vlagu u debljini materijala i potaknuli maksimalno povećanje čvrstoće, morate postupati ovako:

• Za početak izvodimo kvalitetnu hidroizolaciju oplate. Da bismo to učinili, drvene zidove prekrivamo polietilenom ili koristimo posebne plastične sklopive ploče.
• U otopinu uvodimo modifikatore, čiji je učinak usmjeren na smanjenje brzine isparavanja tekućine. Možete koristiti i aditive koji omogućavaju materijalu da brže dobije snagu, ali su prilično skupi, zbog čega se koriste uglavnom u višekatnoj gradnji.
• Zatim sipajte beton i dobro ga zbijete. U tu svrhu najbolje je koristiti poseban vibrirajući alat. Ako nema takvog uređaja, izlivenu masu obrađujemo lopatom ili metalnom šipkom, uklanjajući mjehuriće zraka.

• Nakon stvrdnjavanja, pokrijte površinu otopine plastičnom folijom. To se radi kako bi se smanjio gubitak vlage u prvih nekoliko dana nakon ugradnje.

Bilješka! U jesen polietilen štiti i cement koji se nalazi na otvorenom od padavina koje nagrizaju površinski sloj.

• Nakon otprilike 7-10 dana, oplata se može demontirati. Nakon demontaže pažljivo pregledamo zidove konstrukcije: ako su mokri, možete ih ostaviti otvorene, ali ako su suhi, bolje ih je pokriti polietilenom.
• Nakon toga svaka dva do tri dana skidamo film i pregledamo betonsku površinu. Ako se pojavi velika količina prašine, pukotina ili ljuštenja materijala, smrznutu otopinu navlažimo crijevom i ponovo je prekrijemo polietilenom.
• Dvadesetog dana uklonite film i nastavite sa sušenjem na prirodan način.
• Nakon što prođe 28 dana od punjenja, može se pristupiti sljedećoj fazi radova. U isto vrijeme, ako smo sve učinili ispravno, konstrukcija se može opteretiti "u potpunosti" - njena snaga će biti maksimalna!

Zaključak

Znajući koliko je vremena potrebno da se betonski temelj stvrdne, moći ćemo pravilno organizirati sve ostale građevinske radove. Međutim, ovaj se proces ne može ubrzati, jer cement dobiva potrebne karakteristike samo kada se dovoljno vremena stvrdne ().

Detaljnije informacije o ovom pitanju predstavljene su u videu u ovom članku.

Kako temperatura pada, tvar može prijeći iz tekućeg u čvrsto stanje.

Ovaj proces se naziva solidifikacija ili kristalizacija.
Kada se supstanca stvrdne, oslobađa se ista količina toplote, koja se apsorbuje kada se topi.

Proračunske formule za količinu toplote tokom topljenja i kristalizacije su iste.

Temperature topljenja i očvršćavanja iste tvari, ako se tlak ne mijenja, su iste.
Tokom cijelog procesa kristalizacije, temperatura tvari se ne mijenja i može istovremeno postojati iu tekućem i u čvrstom stanju.

POGLEDAJTE POLICU KNJIGA

ZANIMLJIVO O KRISTALIZACIJI

Led u boji?

Ako plastičnoj čaši vode dodate malo boje ili listova čaja, promiješajte i, nakon što dobijete obojenu otopinu, zamotajte čašu odozgo i izložite je mrazu, tada će se od dna prema dnu početi formirati sloj leda. površine. Međutim, ne očekujte da ćete dobiti šareni led!

Tamo gdje je voda počela da se smrzava, bit će apsolutno proziran sloj leda. Njegov gornji dio bit će obojen, pa čak i jači od originalnog rješenja. Ako je koncentracija boje bila vrlo visoka, tada na površini leda može ostati lokva njene otopine.
Činjenica je da prozirni svježi led nastaje u otopinama boje i soli, jer... rastući kristali istiskuju sve strane atome i molekule nečistoća, pokušavajući da izgrade idealnu rešetku što je duže moguće. Tek kada nečistoće nemaju kamo otići, led ih počinje ugrađivati ​​u svoju strukturu ili ih ostavlja u obliku kapsula s koncentriranom tekućinom. Stoga je morski led svjež, a i najprljavije lokve su prekrivene prozirnim i čistim ledom.

Na kojoj temperaturi se voda smrzava?

Je li uvijek na nula stepeni?
Ali ako prokuvanu vodu sipate u apsolutno čistu i suvu čašu i stavite je van prozora na hladno na temperaturu od minus 2-5 stepeni C, prekrivši je čistim staklom i zaštitite od direktne sunčeve svetlosti, onda nakon nekoliko sati sadržaj čaše će se ohladiti ispod nule, ali će ostati tečan.
Ako zatim otvorite čašu i bacite komad leda ili snijega ili čak samo prašinu u vodu, tada će se bukvalno pred vašim očima voda odmah smrznuti, nicajući dugačke kristale kroz cijeli volumen.

Zašto?
Transformacija tekućine u kristal se događa prvenstveno na nečistoćama i nehomogenostima - česticama prašine, mjehurićima zraka, nepravilnostima na zidovima posude. Čista voda nema centre kristalizacije i može se super ohladiti dok ostane tečna. Na taj način je bilo moguće dovesti temperaturu vode na minus 70°C.

Kako se to dešava u prirodi?

U kasnu jesen, vrlo čiste rijeke i potoci počinju da se smrzavaju sa dna. Kroz sloj čiste vode jasno se vidi da su alge i naplavine na dnu obrasle labavim slojem leda. U nekom trenutku, ovaj donji led ispliva, a površina vode odmah postaje vezana ledenom korom.

Temperatura gornjih slojeva vode je niža od dubokih, a čini se da smrzavanje počinje s površine. Međutim, čista voda nerado se smrzava, a led se prvenstveno formira tamo gdje se nalazi suspenzija mulja i tvrda površina - blizu dna.

Nizvodno od vodopada i preljeva brana često se pojavljuje spužvasta masa unutrašnjeg leda, koja raste u zapjenjenoj vodi. Izdižući se na površinu, ponekad začepi cijelo korito, stvarajući takozvane zastoje, koji mogu čak i pregraditi rijeku.

Zašto je led lakši od vode?

Unutar leda ima mnogo pora i prostora ispunjenih zrakom, ali to nije razlog koji može objasniti činjenicu da je led lakši od vode. Led i bez mikroskopskih pora
i dalje ima gustinu manju od gustine vode. Sve se radi o posebnostima unutrašnje strukture leda. U kristalu leda, molekuli vode se nalaze na čvorovima kristalne rešetke, tako da svaki ima četiri "susjeda".

Voda, s druge strane, nema kristalnu strukturu, a molekuli u tečnosti se nalaze bliže jedno drugom nego u kristalu, tj. voda je gušća od leda.
U početku, kada se led topi, oslobođeni molekuli i dalje zadržavaju strukturu kristalne rešetke, a gustoća vode ostaje niska, ali postepeno se kristalna rešetka uništava, a gustoća vode se povećava.
Na temperaturi od +4°C, gustoća vode dostiže maksimum, a zatim počinje opadati s povećanjem temperature zbog povećanja brzine toplinskog kretanja molekula.

Kako se lokva zamrzava?

Prilikom hlađenja gornji slojevi vode postaju gušći i tonu prema dolje. Njihovo mjesto zauzima gušća voda. Ovo mešanje se dešava sve dok temperatura vode ne padne na +4 stepena Celzijusa. Na ovoj temperaturi, gustina vode je maksimalna.
Daljnjim smanjenjem temperature, gornji slojevi vode mogu postati komprimirani, a postupno hlađenjem na 0 stepeni, voda počinje da se smrzava.

U jesen je temperatura vazduha noću i tokom dana veoma različita, pa se led slojevito smrzava.
Donja površina leda na lokvi koja se smrzava vrlo je slična poprečnom presjeku debla:
vidljivi su koncentrični prstenovi. Širina ledenih prstenova može se koristiti za procjenu vremena. Obično lokva počinje da se smrzava sa ivica, jer... tamo je manja dubina. Površina nastalih prstenova se smanjuje kako se približavaju centru.

ZANIMLJIVO

Da se u cijevima podzemnog dijela zgrada voda često smrzava ne u mrazu, već u otopljenju!
To je zbog loše toplotne provodljivosti tla. Toplota prolazi kroz zemlju tako sporo da se minimalna temperatura u tlu javlja kasnije nego na površini zemlje. Što je dublje, veće je kašnjenje. Često tokom mrazeva tlo nema vremena da se ohladi, a tek kada dođe do odmrzavanja na tlu, mraz dopire do zemlje.

Da kada se voda smrzne u zatvorenoj boci, ona je razbije. Šta se dešava sa čašom ako u njoj zamrznete vodu? Kada se voda zamrzne, širit će se ne samo prema gore, već i na strane, a staklo će se skupiti. Ovo će i dalje dovesti do uništenja stakla!

DA LI STE ZNALI

Poznat je slučaj kada se sadržaj dobro ohlađene boce Narzana u zamrzivaču, otvoren vrelog ljetnog dana, momentalno pretvorio u komad leda.

Zanimljivo se ponaša metalno "liveno gvožđe", koje se tokom kristalizacije širi. To mu omogućava da se koristi kao materijal za umjetničko livenje tankih čipkastih rešetki i malih stolnih skulptura. Uostalom, kada se stvrdne, proširi, liveno željezo ispunjava sve, čak i najtanje detalje kalupa.

Na Kubanu zimi pripremaju jaka pića - "vymorozki". Da biste to učinili, vino se izlaže mrazu. Voda se prvo zamrzne, ostavljajući koncentrirani rastvor alkohola. Isuši se i radnja se ponavlja dok se ne postigne željena čvrstoća. Što je veća koncentracija alkohola, niža je tačka smrzavanja.

Najveća tuča koju su ljudi zabilježili pala je u Kanzasu, SAD. Njegova težina je bila skoro 700 grama.

Kiseonik u gasovitom stanju na temperaturi od minus 183 stepena C prelazi u tečnost, a na temperaturi od minus 218,6 stepeni C iz tečnosti se dobija čvrst kiseonik

U stara vremena ljudi su koristili led za čuvanje hrane. Carl von Linde kreirao je prvi kućni frižider, pokretan parnim strojem koji je pumpao freon kroz cijevi. Iza frižidera se gas u cevima kondenzovao i pretvorio u tečnost. Unutar frižidera, tečni freon je ispario i njegova temperatura je naglo pala, hladeći odeljak frižidera. Tek 1923. švedski pronalazači Balzen von Platen i Karl Muntens stvorili su prvi električni frižider, u kojem se freon pretvara iz tečnosti u gas i uzima toplotu iz vazduha u frižideru.

OVO JE DA

Nekoliko komada suvog leda ubačenog u zapaljeni benzin gasi vatru.
Postoji led koji bi vam opekao prste ako biste ga mogli dodirnuti. Dobija se pod vrlo visokim pritiskom, pri kojem voda prelazi u čvrsto stanje na temperaturi znatno iznad 0 stepeni Celzijusa.

Predstavljamo vašoj pažnji video lekciju na temu „Taljenje i skrućivanje kristalnih tijela. Raspored topljenja i očvršćavanja." Ovdje počinjemo proučavanje nove široke teme: “Agregatna stanja materije”. Ovdje ćemo definirati pojam agregacijskog stanja i razmotriti primjere takvih tijela. I pogledajmo kako se zovu i kako se zovu procesi u kojima tvari prelaze iz jednog agregatnog stanja u drugo. Zaustavimo se detaljnije na procesima topljenja i kristalizacije čvrstih materija i napravimo temperaturni grafikon takvih procesa.

Tema: Agregatna stanja materije

Lekcija: Topljenje i skrućivanje kristalnih tijela. Raspored topljenja i očvršćavanja

Amorfna tela- tijela u kojima su atomi i molekuli uređeni na određeni način samo u blizini područja koje se razmatra. Ovaj tip rasporeda čestica naziva se poredak kratkog dometa.

Tečnosti- supstance bez uređene strukture rasporeda čestica, molekule u tečnostima se kreću slobodnije, a međumolekulske sile su slabije nego u čvrstim materijama. Najvažnije svojstvo: zadržavaju volumen, lako mijenjaju oblik i zbog svoje tečnosti poprimaju oblik posude u kojoj se nalaze (sl. 3).

Rice. 3. Tečnost poprima oblik tikvice ()

Gasovi- tvari čije molekule međusobno slabo djeluju i kreću se haotično, često se sudarajući. Najvažnije svojstvo: ne zadržavaju volumen i oblik i zauzimaju cijeli volumen posude u kojoj se nalaze.

Važno je znati i razumjeti kako dolazi do prijelaza između stanja materije. Na slici 4 prikazujemo dijagram takvih prijelaza.

1 - topljenje;

2 - stvrdnjavanje (kristalizacija);

3 - isparavanje: isparavanje ili ključanje;

4 - kondenzacija;

5 - sublimacija (sublimacija) - prijelaz iz čvrstog u plinovito stanje, zaobilazeći tekućinu;

6 - desublimacija - prijelaz iz plinovitog stanja u čvrsto stanje, zaobilazeći tekuće stanje.

U današnjoj lekciji obratićemo pažnju na procese kao što su topljenje i očvršćavanje kristalnih tela. Pogodno je započeti razmatranje takvih procesa na primjeru najčešćeg topljenja i kristalizacije leda u prirodi.

Ako led stavite u tikvicu i počnete da ga zagrevate plamenikom (slika 5), ​​primetićete da će njegova temperatura početi da raste sve dok ne dostigne temperaturu topljenja (0 o C), tada će početi proces topljenja, ali istovremeno se temperatura leda neće povećati, a tek nakon što se proces otapanja cijelog leda završi, temperatura nastale vode će početi rasti.

Rice. 5. Topljenje leda.

Definicija.Topljenje- proces prelaska iz čvrstog u tečno. Ovaj proces se odvija na konstantnoj temperaturi.

Temperatura na kojoj se supstanca topi naziva se tačka topljenja i izmerena je vrednost za mnoge čvrste materije, a samim tim i tabelarna vrednost. Na primjer, tačka topljenja leda je 0°C, a tačka topljenja zlata je 1100°C.

Proces obrnut od topljenja - proces kristalizacije - također se prikladno razmatra na primjeru zamrzavanja vode i pretvaranja u led. Ako uzmete epruvetu sa vodom i počnete da je hladite, prvo ćete primetiti smanjenje temperature vode dok ne dostigne 0 o C, a zatim se ona smrzava na konstantnoj temperaturi (slika 6), a nakon potpunog smrzavanja , dalje hlađenje formiranog leda.

Rice. 6. Zamrzavanje vode.

Ako se opisani procesi posmatraju sa stanovišta unutrašnje energije tijela, tada se tokom topljenja sva energija koju tijelo primi troši na uništavanje kristalne rešetke i slabljenje međumolekulskih veza, tako da se energija troši ne na promjenu temperature. , već na promjeni strukture tvari i interakcije njenih čestica. U procesu kristalizacije dolazi do izmjene energije u suprotnom smjeru: tijelo odaje toplinu okolini, a njegova unutrašnja energija se smanjuje, što dovodi do smanjenja pokretljivosti čestica, povećanja interakcije između njih i očvršćavanja. tijelo.

Korisno je moći grafički prikazati procese topljenja i kristalizacije tvari na grafikonu (slika 7).

Osi grafika su: apscisa je vrijeme, ordinatna osa je temperatura tvari. Kao tvar koja se proučava, uzet ćemo led na negativnoj temperaturi, odnosno led koji se, primivši toplinu, neće odmah početi topiti, već će se zagrijati do temperature topljenja. Hajde da opišemo oblasti na grafikonu koje predstavljaju pojedinačne termičke procese:

Početno stanje - a: zagrevanje leda do tačke topljenja od 0 o C;

a - b: proces topljenja na konstantnoj temperaturi od 0 o C;

b - tačka sa određenom temperaturom: zagrevanje vode formirane iz leda do određene temperature;

Tačka sa određenom temperaturom - c: hlađenje vode do tačke smrzavanja od 0 o C;

c - d: proces zamrzavanja vode na konstantnoj temperaturi od 0 o C;

d - konačno stanje: hlađenje leda do određene negativne temperature.

Danas smo posmatrali različita stanja materije i obratili pažnju na procese kao što su topljenje i kristalizacija. U sljedećoj lekciji raspravljat ćemo o glavnoj karakteristici procesa topljenja i skrućivanja tvari - specifičnoj toplini fuzije.

1. Gendenshtein L. E., Kaidalov A. B., Kozhevnikov V. B. /Ed. Orlova V. A., Roizena I. I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.

2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010.

3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Fizika 8. - M.: Obrazovanje.

1. Rječnici i enciklopedije o akademiku ().

2. Kurs predavanja “Molekularna fizika i termodinamika” ().

3. Regionalna zbirka Tverske regije ().

1. Stranica 31: pitanja br. 1-4; strana 32: pitanja br. 1-3; strana 33: vježbe br. 1-5; strana 34: pitanja br. 1-3. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Drfa, 2010.

2. Komad leda pluta u posudi s vodom. Pod kojim uslovima se neće istopiti?

3. Tokom topljenja, temperatura kristalnog tijela ostaje nepromijenjena. Šta se dešava sa unutrašnjom energijom tela?

4. Iskusni baštovani, u slučaju prolećnih noćnih mrazeva tokom cvetanja voćaka, uveče obilato zalivaju grane. Zašto ovo značajno smanjuje rizik od gubitka budućih usjeva?