Плавление и отвердевание кристаллических тел

Физический словарик

• Аморфный - бесформенный.
• Изотропия - одинаковость свойств по всем направлениям.
• Кристалл - твердое тело, атомы, ионы или молекулы которого расположены в периодически повторяющемся порядке, образуя пространственную кристаллическую решетку.

Схема для запоминания формулы расчета количества теплоты при плавлении и отвердевании

Q

m

Задачи на перевод единиц в СИ

• 0,45 кДж =
• 250 мг =
• 0,68 МДж/кг =
• 340 кДж/кг
• 312 г
• 5 л =
• 467 см3 =
• 235кДж =

Качественные задачи и вопросы

• 1. Температура газовой горелки 500 °С. Посудой из каких материалов можно пользоваться?

• 2. Какой металл расплавится в ладони?

• 3. Вы - главный конструктор аппарата для полета к Солнцу. Температура фотосферы Солнца 6 000 °С. Из каких материалов можно сделать аппарат?

• 4. Можно ли в Якутии пользоваться зимой ртутным термометром?
• 5. Почему лед не сразу тает в комнате, если его занесли с мороза?
• 6. Почему не рекомендуется зимой использовать для охлаждения двигателей автомобиля воду?
• 7. Какие материалы можно расплавить в алюминиевой посуде?

• 8. Какие металлы плавятся при 30 °С?
• 9. Температура газов, выходящих из сопла реактивного двигателя, около 700 °С. Из каких материалов можно изготавливать сопла?
• 10. При запуске космических аппаратов их поверхность нагревается до 2 000 °С. Из каких материалов можно изготавливать обшивку ракет?

Задачи для любителей литературы

• 1. «Опять! — горестно воскликнул Филипп Филиппович, — ну, теперь, стало быть, пошло! Пропал калабуховский дом! Придется уезжать, но куда, спрашивается? Все будет как по маслу. Вначале каждый вечер пение, затем замерзнут трубы, потом лопнет котел в паровом отоплении и так далее...» (М. А. Булгаков. Собачье сердце).

А при какой температуре замерзнут трубы?

Почему котел отопления лопнет?

• 2. ...На месте славного побега

Весной растопленного снега

Потоки мутные текли

И рыли влажну грудь земли...

А. С Пушкин. Руслан и Людмила

О каком тепловом процессе идет речь?

При какой температуре тает снег?

Как она называется?

3. «По лужам потянулись ледяные иглы, и стало в лесу неуютно, глухо и нелюдимо. Запахло зимой» (А. П. Чехов. Студент). При каком условии на лужах появляется лед? Как называется этот процесс?

4. «В Москве уже лет тридцать и больше я наблюдаю чудесное время, названное мною весной света, когда первый воробей запоет по-своему в стенной печурке, желоб высунет из себя ледяной язык, и с него закапает и поперек тротуара побежит первый маленький ручей»

(М. М. Пришвин. Весна света).

О каком тепловом процессе идет речь в этом отрывке?

5. Растаял лед, шумят потоки,

Луга зеленеют под лаской тепла.

Зима, размякнув на припеке,

В суровые горы подальше ушла .

И. В. Гете. Фауст

О каком тепловом процессе идет речь в этом отрывке?

Почему для таяния льда необходимо тепло?

По пословицам и поговоркам

• Без мороза на земле не покроется льдом озеро.

А при каких условиях образуется на поверхности озера лед?

По загадкам

1. Вырос лес, белый весь.

Пешком в него не войти,

На коне не въехать.

Как образуются морозные узоры на окне?

С какой стороны они образуются –

с внутренней или внешней?

2. У избы побывал —

Все окно разрисовал,

У реки погостил -

Во всю реку мост мостил .

Как изменяется энергия льда на реке в мороз и при понижении температуры на 10 °С?

3. На дворе - камень,

В доме - вода.

При каких условиях лед в доме будет таять?

4. Зимнее стекло Весною потекло

Какая энергия необходима, чтобы растопить лед массой 200 г при температуре на улице -10 °С?

5. На дворе - горой,

А в избе - водой.

1 кг снега занесли со двора (температура во дворе -10 °С) в дом (температура в доме +20 °С). На сколько изменилась внутренняя энергия снега, если он полностью превратился в воду комнатной температуры?

6. Мостится мост без досок, без топора, без клина.

При замерзании реки на поверхности образуется лед. Как это согласуется с тем, что в жидкостях холодные струи опускаются вниз, а теплые поднимаются вверх?

Задачи для любителей географии

• 1. Для постройки небольших хижин - иглу эскимосы Северной Америки заготавливают около 60 снежных кирпичей размером 60х60х20 см3. При кладке кирпичи скрепляют водой. Вход в хижину ориентируют под углом 90° к направлению господствующих ветров. При горении жировых светильников в хижине поддерживается температура около 2 °С. Если же в хижине развести очаг и стены покрыть шкурами животных или тентом, температуру в ней на высоте 1 ,5 м над полом можно поднять до 25 °С.

• Что происходит с водой и кирпичами из снега при кладке?
• Почему при покрытии стен шкурами температура в хижине повышается?

• В Канаде при самых низких темпера-турах от движения человека в воздухе образуется и сохраняется в течение 3-4 мин кристаллический след протяженно-стью от 100 до 400 м. В течение несколь - ких дней в Канаде при наиболее холодной погоде на уровне верхушек деревьев в воздухе могут сохраняться следы тумана над местами стоянок собачьих упряжек. Испарение снега в этих условиях происходит со скоростью около 12-14 мм в день.

• Подобное явление, но с большей протяженностью и длительностью существования кристаллического следа можно наблюдать в любой местности за летящим самолетом на больших высотах. Летчики такой след называют инверсионным.

Как можно объяснить данные явления с точки зрения физики?

Проверка знаний и умений.

• 1. Изменяется ли температура при плавлении кристаллического вещества?
• 2. При какой температуре цинк может быть одновременно в твердом и в жидком состояниях при нормальных условиях?

• 3. Какая энергия требуется для плавления 20 г олова при температуре плавления?

• 4. Какое количество теплоты требуется для плавления 2 т меди, взятой при 25 °С?

• 5. Изменяется ли температура расплавленного вещества при кристаллизации?
• 6. Можно ли пользоваться ртутным термометром для измерения температуры воздуха в нашем городе?