§9. Агрегатні стани речовини. Плавлення і кристалізація

• Назад до змісту

💭 Поміркуйте і дайте відповідь

1. Чи залишиться свинцевий дріт у твердому стані, якщо його занурити в розплавлений цинк?

Ні, свинцевий дріт не залишиться твердим, він розплавиться. Температура плавлення цинку (420 °C) вища за температуру плавлення свинцю (327 °C). Тому, коли дріт занурять у розплавлений цинк, він нагріється до температури, вищої за власну температуру плавлення, і перейде в рідкий стан.

2. Чи можна розплавленим металом заморозити воду?

Так, можна. Наприклад, ртуть — це метал, який плавиться за температури –39 °C. Якщо взяти розплавлену ртуть, яка має температуру, наприклад, –20 °C (це вище її температури плавлення, але нижче температури замерзання води), і опустити її у воду, то ртуть забиратиме тепло у води. Внаслідок цього вода охолоне до 0 °C і почне замерзати, перетворюючись на лід.

3. Чому для виготовлення корпусу космічного корабля використовують особливо тугоплавкі метали?

Корпус космічного корабля під час польоту, особливо при входженні в атмосферу Землі, дуже сильно нагрівається через тертя об повітря. Щоб корабель не розплавився і не зруйнувався від таких високих температур, для його виготовлення використовують тугоплавкі метали, тобто метали з дуже високою температурою плавлення.

🔄 Перевірте себе

1. Чому невеликий шматок олова можна розплавити в полум’ї свічки, а такої самої маси шматок заліза не можна?

Це пов’язано з різними температурами плавлення цих металів. Температура плавлення олова становить 232 °C , а температура полум’я свічки достатня для його нагрівання до цього значення. Температура плавлення заліза значно вища (для сталі, наприклад, це близько 1500 °C ), і полум’я свічки не може нагріти його до такої температури.

2. Під час подорожей у спекотну погоду для запобігання псуванню їжі її кладуть у пластмасові коробки із замороженою в холодильнику рідиною. Яка рідина найкраще підходить для цього? Чому?

Для цього найкраще підходить звичайна вода. Коли заморожена вода (лід) тане, вона поглинає велику кількість тепла з навколишнього середовища (з продуктів), при цьому її температура залишається сталою, 0 °C, поки весь лід не розплавиться. Це дозволяє підтримувати їжу охолодженою тривалий час. До того ж вода доступна, безпечна і нетоксична.

3. Дайте відповідь на запитання рубрики «Мотивація».

Сніг — це вода у твердому стані. Коли сніг потрапляє в тепліші умови, наприклад, у кімнату або на долоню, він отримує теплову енергію. Ця енергія змушує його нагріватися до температури плавлення (0 °C), а потім перетворюватися з твердого стану (сніг) на рідкий (вода). Цей процес переходу називається плавленням. Саме тому сніговий пиріг “водою стік”, а сніжинки на долоні тануть, залишаючи краплинки води.

4. Розгляньте графік плавлення речовини (мал. 9.6). Дайте відповіді на запитання: які теплові процеси відбуваються на ділянках АВ, ВС та СD? У яких агрегатних станах перебуває речовина на цих ділянках? Якій речовині відповідає наведений графік?

На основі графіка:

• Ділянка АВ: Відбувається процес нагрівання твердого тіла. Речовина перебуває у твердому агрегатному стані.
• Ділянка ВС: Відбувається процес плавлення. Температура речовини залишається сталою (232 °C). Речовина перебуває одночасно у твердому та рідкому станах.
• Ділянка СD: Відбувається процес нагрівання рідини. Речовина перебуває у рідкому агрегатному стані.

Цей графік відповідає олову, оскільки його температура плавлення становить 232 °C, що і показано на графіку.

5. Намалювати графік (схематично) кристалізації цинку з подальшим охолодженням його до температури 20 °C, якщо на початку спостереження він мав температуру 600 °C.

• Від 600°C до 420°C — охолодження рідкого цинку (пряма вниз).
• Від 420°C — горизонтальна лінія, кристалізація (температура не змінюється, триває, поки весь цинк не затвердне).
• Нижче 420°C до 20°C — охолодження твердого цинку (пряма вниз).