يسمى انتقال المادة من الحالة البلورية الصلبة إلى الحالة السائلة ذوبان. لإذابة جسم بلوري صلب، يجب تسخينه إلى درجة حرارة معينة، أي أنه يجب توفير الحرارة.تسمى درجة الحرارة التي تذوب عندها المادةنقطة انصهار المادة.

العملية العكسية هي الانتقال من الحالة السائلةإلى مادة صلبة - يحدث عندما تنخفض درجة الحرارة، أي تتم إزالة الحرارة. يسمى تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبةتصلب , أو كريستالlization . تسمى درجة الحرارة التي تتبلور عندها المادةدرجة حرارة الكريستالشؤون .

تظهر التجربة أن أي مادة تتبلور وتذوب عند نفس درجة الحرارة.

يوضح الشكل رسمًا بيانيًا لدرجة حرارة الجسم البلوري (الجليد) مقابل وقت التسخين (من النقطة أالى حد، الى درجة د)ووقت التبريد (من النقطة دالى حد، الى درجة ك). يظهر الوقت على طول المحور الأفقي، ودرجة الحرارة على المحور الرأسي.

ويوضح الرسم البياني أن ملاحظة العملية بدأت منذ اللحظة التي كانت فيها درجة حرارة الجليد -40 درجة مئوية، أو كما يقولون، درجة الحرارة في اللحظة الأولى من الزمن ربداية= -40 درجة مئوية (نقطة أعلى الرسم البياني). مع مزيد من التسخين، تزداد درجة حرارة الجليد (على الرسم البياني هذا هو القسم أ.ب). ترتفع درجة الحرارة إلى 0 درجة مئوية - درجة حرارة ذوبان الجليد. عند 0 درجة مئوية، يبدأ الجليد في الذوبان وتتوقف درجة حرارته عن الارتفاع. خلال فترة الذوبان بأكملها (أي حتى يذوب كل الجليد)، لا تتغير درجة حرارة الجليد، على الرغم من استمرار الموقد في الاحتراق وبالتالي توفير الحرارة. تتوافق عملية الذوبان مع القسم الأفقي من الرسم البياني شمس . فقط بعد ذوبان كل الجليد وتحوله إلى ماء، تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع مرة أخرى (القسم 1). قرص مضغوط). بعد أن تصل درجة حرارة الماء إلى +40 درجة مئوية، ينطفئ الموقد ويبدأ الماء في البرودة، أي تتم إزالة الحرارة (لهذا يمكنك وضع وعاء به ماء في وعاء آخر، سفينة أكبرمع ثلج). تبدأ درجة حرارة الماء في الانخفاض (القسم دي). عندما تصل درجة الحرارة إلى 0 درجة مئوية، تتوقف درجة حرارة الماء عن الانخفاض، على الرغم من استمرار إزالة الحرارة. هذه هي عملية تبلور الماء - تكوين الجليد (مقطع أفقي إي.إف.). حتى يتحول كل الماء إلى الجليد، لن تتغير درجة الحرارة. فقط بعد ذلك تبدأ درجة حرارة الجليد في الانخفاض (القسم FK).

يتم شرح مظهر الرسم البياني المدروس على النحو التالي. الموقع على أ.ببسبب الحرارة الموردة، يزداد متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الجليد، وترتفع درجة حرارتها. الموقع على شمسيتم إنفاق كل الطاقة التي تتلقاها محتويات القارورة على تدمير الشبكة البلورية الجليدية: يتم استبدال الترتيب المكاني المنظم لجزيئاتها بآخر غير منتظم، وتتغير المسافة بين الجزيئات، أي. يتم إعادة ترتيب الجزيئات بحيث تصبح المادة سائلة. لا يتغير متوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات، وبالتالي تظل درجة الحرارة دون تغيير. زيادة أخرى في درجة حرارة الماء المثلج المنصهر (في المنطقة قرص مضغوط) يعني زيادة في الطاقة الحركية لجزيئات الماء بسبب الحرارة التي يوفرها الموقد.

عند تبريد الماء (القسم دي) يتم أخذ جزء من الطاقة منه، وتتحرك جزيئات الماء بسرعات أقل، وينخفض ​​متوسط ​​طاقتها الحركية - تنخفض درجة الحرارة، ويبرد الماء. عند 0 درجة مئوية (القسم الأفقي إي.إف.) تبدأ الجزيئات في الاصطفاف بترتيب معين، لتشكل شبكة بلورية. وإلى أن تتم هذه العملية، لن تتغير درجة حرارة المادة، على الرغم من إزالة الحرارة، مما يعني أنه عند التصلب، يطلق السائل (الماء) طاقة. هذه هي بالضبط الطاقة التي امتصها الجليد وتحول إلى سائل (القسم 1). شمس). الطاقة الداخلية للسائل أكبر من طاقة صلب. أثناء الذوبان (والتبلور)، تتغير الطاقة الداخلية للجسم بشكل حاد.

تسمى المعادن التي تذوب عند درجات حرارة أعلى من 1650 درجة مئوية المواد المقاومة للحرارة(التيتانيوم، الكروم، الموليبدينوم، الخ). التنغستن لديه أعلى نقطة انصهار بينها - حوالي 3400 درجة مئوية. تُستخدم المعادن المقاومة للحرارة ومركباتها كمواد مقاومة للحرارة في بناء الطائرات، وتكنولوجيا الصواريخ والفضاء، والطاقة النووية.

دعونا نؤكد مرة أخرى أنه عند الذوبان، تمتص المادة الطاقة. أثناء التبلور، على العكس من ذلك، فإنه يتخلى عنه بيئة. عند تلقي كمية معينة من الحرارة المنبعثة أثناء التبلور، يسخن الوسط. وهذا معروف لدى العديد من الطيور. لا عجب أنه يمكن رؤيتهم في الشتاء في طقس فاتر وهم يجلسون على الجليد الذي يغطي الأنهار والبحيرات. بسبب إطلاق الطاقة عندما يتشكل الجليد، يكون الهواء فوقه أكثر دفئًا بعدة درجات منه في الأشجار في الغابة، وتستفيد الطيور من ذلك.

ذوبان المواد غير المتبلورة.

توافر معين نقط الذوبان- وهذه سمة مهمة للمواد البلورية. ومن خلال هذه الميزة يمكن تمييزها بسهولة عن الأجسام غير المتبلورة، والتي تصنف أيضًا على أنها مواد صلبة. وتشمل هذه، على وجه الخصوص، الزجاج والراتنجات شديدة اللزوجة والبلاستيك.

مواد غير متبلورة(على عكس البلورية) ليس لها نقطة انصهار محددة - فهي لا تذوب ولكنها تليين. عند تسخينها، قطعة من الزجاج، على سبيل المثال، تصبح أولًا ناعمة من الصلبة، ويمكن ثنيها أو تمديدها بسهولة؛ عند درجة حرارة أعلى، تبدأ القطعة في تغيير شكلها تحت تأثير جاذبيتها. ومع تسخينها، تأخذ الكتلة اللزجة السميكة شكل الوعاء الذي تقع فيه. تكون هذه الكتلة في البداية سميكة مثل العسل، ثم مثل القشدة الحامضة، وفي النهاية تصبح تقريبًا نفس السائل منخفض اللزوجة مثل الماء. ومع ذلك، من المستحيل الإشارة إلى درجة حرارة معينة لانتقال المادة الصلبة إلى السائل هنا، لأنها غير موجودة.

تكمن أسباب ذلك في الاختلاف الأساسي في بنية الأجسام غير المتبلورة عن بنية الأجسام البلورية. يتم ترتيب الذرات في الأجسام غير المتبلورة بشكل عشوائي. الأجسام غير المتبلورة تشبه السوائل في بنيتها. بالفعل في الزجاج الصلب، يتم ترتيب الذرات بشكل عشوائي. وهذا يعني أن زيادة درجة حرارة الزجاج لا تؤدي إلا إلى زيادة نطاق اهتزازات جزيئاته، مما يمنحها تدريجيًا حرية حركة أكبر وأكبر. لذلك، يلين الزجاج تدريجيًا ولا يظهر تحولًا حادًا من "الصلب إلى السائل"، وهو ما يميز الانتقال من ترتيب الجزيئات إلى بترتيب صارمإلى غير المنضبط.

حرارة الانصهار.

حرارة الانصهارهي كمية الحرارة التي يجب نقلها إلى المادة عند ضغط ثابت و درجة حرارة ثابتة، مساوية لدرجة الانصهار، وذلك لتحويله بالكامل من الحالة البلورية الصلبة إلى الحالة السائلة. حرارة الاندماج تساوي كمية الحرارة المنبعثة أثناء تبلور المادة من الحالة السائلة. أثناء الذوبان، تذهب كل الحرارة التي يتم توفيرها للمادة إلى زيادة الطاقة الكامنة لجزيئاتها. ولا تتغير الطاقة الحركية لأن الذوبان يحدث عند درجة حرارة ثابتة.

دراسة ذوبان بشكل تجريبي مواد مختلفةمن نفس الكتلة، يمكنك ملاحظة أن هناك حاجة إلى كميات مختلفة من الحرارة لتحويلها إلى سائل. على سبيل المثال، من أجل إذابة كيلوغرام واحد من الجليد، تحتاج إلى إنفاق 332 جول من الطاقة، ومن أجل إذابة 1 كجم من الرصاص - 25 كيلو جول.

تعتبر كمية الحرارة الصادرة عن الجسم سلبية. لذلك، عند حساب كمية الحرارة المنبعثة أثناء تبلور مادة ذات كتلة م، يجب عليك استخدام نفس الصيغة، ولكن مع علامة الطرح:

حرارة الاحتراق.

حرارة الاحتراق(أو القيمة الحرارية, محتوى السعرات الحرارية) هي كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود.

لتسخين الأجسام، غالبا ما تستخدم الطاقة المنطلقة أثناء احتراق الوقود. الوقود التقليدي (الفحم والنفط والبنزين) يحتوي على الكربون. أثناء الاحتراق، تتحد ذرات الكربون مع ذرات الأكسجين الموجودة في الهواء لتكوين جزيئات ثاني أكسيد الكربون. وتبين أن الطاقة الحركية لهذه الجزيئات أكبر من طاقة الجسيمات الأصلية. يزيد الطاقة الحركيةتسمى الجزيئات أثناء الاحتراق بإطلاق الطاقة. الطاقة المنطلقة أثناء الاحتراق الكامل للوقود هي حرارة احتراق هذا الوقود.

تعتمد حرارة احتراق الوقود على نوع الوقود وكتلته. كيف المزيد من الكتلةالوقود، كلما زادت كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراقه الكامل.

تسمى الكمية الفيزيائية التي توضح مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود الذي يزن 1 كجم الحرارة النوعية لاحتراق الوقود.يتم تحديد الحرارة النوعية للاحتراق بالحرفسويقاس بالجول لكل كيلوغرام (J/kg).

كمية الحرارة سصدر أثناء الاحتراق ميتم تحديد كجم من الوقود بالصيغة:

للعثور على كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود ذي الكتلة التعسفية، يجب ضرب الحرارة النوعية لاحتراق هذا الوقود في كتلته.

نموذج غاز مثالي، المستخدمة في النظرية الحركية الجزيئية للغازات، تجعل من الممكن وصف سلوك الغازات الحقيقية المتخلخلة بدرجة كافية درجات حرارة عاليةو الضغوط المنخفضة. عند اشتقاق معادلة الحالة للغاز المثالي، يتم إهمال أحجام الجزيئات وتفاعلاتها مع بعضها البعض. تؤدي زيادة الضغط إلى انخفاض متوسط ​​المسافة بين الجزيئات، لذلك لا بد من مراعاة حجم الجزيئات والتفاعل بينها. وبالتالي، فإن 1 م 3 من الغاز في الظروف العادية يحتوي على 2.68 × 10 25 جزيء، يشغل حجمًا يبلغ حوالي 10 –4 م 3 (يبلغ نصف قطر الجزيء حوالي 10 –10 م)، والتي يمكن إهمالها مقارنة بالحجم من الغاز (1 م3 . عند ضغط 500 ميجا باسكال (1 atm = 101.3 كيلو باسكال)، سيكون حجم الجزيئات بالفعل نصف الحجم الإجمالي للغاز. وهكذا متى الضغوط العاليةو درجات الحرارة المنخفضةنموذج الغاز المثالي المحدد غير مناسب.

بالمراجعة غازات حقيقية- الغازات التي تعتمد خصائصها على تفاعل جزيئاتها يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار قوى التفاعل بين الجزيئات.تظهر على مسافات تتراوح بين 10 إلى 9 أمتار وتتناقص بسرعة مع زيادة المسافة بين الجزيئات. تسمى هذه القوى قليل الفعالية.

كأفكار حول بنية الذرة و ميكانيكا الكمفقد وجد أن المواد تعمل في وقت واحد بين الجزيئات قوى الجذب والتنافر.في التين. 88، أيتم إعطاء الاعتماد النوعي لقوى التفاعل بين الجزيئات على المسافة صبين الجزيئات، حيث Fحول و F n هي القوى التنافرية والجذابة، على التوالي، أ F-الناتجة عنها. تعتبر القوى الطاردة إيجابي،والقوة الجذب المتبادل - سلبي.

على مسافة ص = ص 0 القوة المحصلة و= 0, أولئك. قوى الجذب والتنافر توازن بعضها البعض. وبالتالي المسافة ص 0 يتوافق مع مسافة التوازن بين الجزيئات التي ستكون عندها في غياب الحركة الحرارية. في ص< ص 0 قوى التنافر تسود ( ف> 0), في ص>ص 0 - قوى الجذب ( F<0). على المسافات ص> 10 -9 م لا توجد عملياً قوى تفاعل بين الجزيئات ( F®0).

العمل الابتدائي داقوة Fمع زيادة المسافة بين الجزيئات بمقدار د صيحدث عن طريق تقليل الطاقة الكامنة المتبادلة للجزيئات، أي.

(60.1)

من تحليل الاعتماد النوعي للطاقة المحتملة لتفاعل الجزيئات على المسافة بينها (الشكل 88، ب)ويترتب على ذلك أنه إذا كانت الجزيئات موجودة على مسافة من بعضها البعض، فإن قوى التفاعل بين الجزيئات لا تعمل ( ص®¥)، ثم P=0. ومع الإقتراب التدريجي للجزيئات فيما بينها تظهر قوى التجاذب ( F<0), которые совершают положительную работу (دا = واود ص> 0).ثم وفقاً لـ (60.1) تتناقص طاقة التفاعل المحتملة لتصل إلى الحد الأدنى عند ص=ص 0 . في ص<ص 0 متناقص صالقوى الطاردة ‏( F>0) زيادة حادة والعمل المنجز ضدهم سلبي ( دا = واود ص<0). Потенци­альная энергия начинает тоже резко возрастать и становится положительной. Из данной потенциальной кривой следует, что система из двух взаимодействующих молекул в состоянии устойчивого равновесия (ص=ص 0) لديه الحد الأدنى من الطاقة الكامنة.

المعيار لمختلف حالات تجميع المادة هو النسبة بين قيم P min و كيلو طن. P min - أدنى طاقة محتملة للتفاعل بين الجزيئات - تحدد العمل الذي يجب القيام به ضد قوى الجذب من أجل فصل الجزيئات التي تكون في حالة توازن ( ص=ص 0); كيلو طنيحدد ضعف متوسط ​​الطاقة لكل درجة من حرية الحركة الفوضوية (الحرارية) للجزيئات.

إذا ف دقيقة<<كيلو طنفتكون المادة في الحالة الغازية حيث أن الحركة الحرارية الشديدة للجزيئات تمنع اتصال الجزيئات التي اقتربت من مسافة ص 0، أي أن احتمال تكوين الركام من الجزيئات صغير جدًا. إذا ف دقيقة >> كيلو طن، تكون المادة في حالة صلبة، نظرًا لأن الجزيئات تنجذب إلى بعضها البعض ولا يمكنها التحرك بعيدًا لمسافات كبيرة وتتقلب حول مواقع التوازن التي تحددها المسافة ص 0 . إذا ف دقيقة » كيلو طن، فالمادة تكون في حالة سائلة، إذ أنه نتيجة للحركة الحرارية تتحرك الجزيئات في الفضاء وتتبادل الأماكن، ولكنها لا تتباعد إلى مسافة تتجاوز ص 0 .

وبالتالي، فإن أي مادة، اعتمادًا على درجة الحرارة، يمكن أن تكون في حالة تجميع غازية أو سائلة أو صلبة، وتعتمد درجة حرارة الانتقال من حالة تجميع إلى أخرى على قيمة P min لمادة معينة. على سبيل المثال، بالنسبة للغازات الخاملة، P min صغير، ولكن بالنسبة للمعادن فهو كبير، لذلك في درجات الحرارة العادية (الغرفة) تكون في الحالة الغازية والصلبة، على التوالي.

المبادئ الأساسية للنظرية الحركية الجزيئية:

جميع المواد تتكون من جزيئات، والجزيئات تتكون من ذرات،

الذرات والجزيئات في حركة مستمرة،

· توجد قوى تجاذب وتنافر بين الجزيئات.

في غازاتتتحرك الجزيئات بشكل فوضوي، والمسافات بين الجزيئات كبيرة، والقوى الجزيئية صغيرة، ويحتل الغاز كامل الحجم المقدم له.

في السوائليتم ترتيب الجزيئات بطريقة منظمة فقط على مسافات قصيرة، وعلى مسافات كبيرة ينتهك ترتيب (تناظر) الترتيب - "ترتيب قصير المدى". قوى الجذب الجزيئي تبقي الجزيئات قريبة من بعضها البعض. إن حركة الجزيئات هي "القفز" من موضع مستقر إلى آخر (عادةً داخل طبقة واحدة. وتفسر هذه الحركة سيولة السائل. فالسائل ليس له شكل، ولكن له حجم.

المواد الصلبة هي المواد التي تحتفظ بشكلها، وتنقسم إلى بلورية وغير متبلورة. المواد الصلبة البلوريةتحتوي الأجسام على شبكة بلورية، قد تحتوي عقدها على أيونات أو جزيئات أو ذرات، وهي تتأرجح بالنسبة إلى مواقع التوازن المستقرة.. تتمتع الشبكات البلورية ببنية منتظمة في كامل الحجم - "ترتيب طويل المدى" للترتيب.

أجسام غير متبلورةتحتفظ بشكلها، ولكن لا تحتوي على شبكة بلورية، ونتيجة لذلك، لا تحتوي على نقطة انصهار واضحة. يطلق عليها اسم السوائل المجمدة، لأنها، مثل السوائل، لديها ترتيب "قصير المدى" من الترتيب الجزيئي.

الغالبية العظمى من المواد تتمدد عند تسخينها. يمكن تفسير ذلك بسهولة من وجهة نظر النظرية الميكانيكية للحرارة، لأنه عند تسخينها، تبدأ جزيئات أو ذرات المادة في التحرك بشكل أسرع. في المواد الصلبة، تبدأ الذرات في الاهتزاز بسعة أكبر حول موضعها المتوسط ​​في الشبكة البلورية، وتتطلب مساحة حرة أكبر. ونتيجة لذلك، يتوسع الجسم. وكذلك السوائل والغازات في معظمها تتمدد مع زيادة درجة الحرارة بسبب زيادة سرعة الحركة الحرارية للجزيئات الحرة ( سم.قانون بويل ماريوت، قانون تشارلز، معادلة حالة الغاز المثالي).

ينص القانون الأساسي للتمدد الحراري على أن الجسم ذو حجم خطي لفي البعد المقابل عندما ترتفع درجة حرارته بمقدار Δ تيتوسع بمبلغ Δ ل، يساوي:

Δ ل = ألفاΔ ت

أين α - ما يسمى معامل التمدد الحراري الخطي.تتوفر صيغ مماثلة لحساب التغيرات في مساحة وحجم الجسم. في أبسط الحالات المقدمة، عندما لا يعتمد معامل التمدد الحراري على درجة الحرارة أو اتجاه التمدد، فإن المادة سوف تتمدد بشكل منتظم في جميع الاتجاهات بما يتوافق تمامًا مع الصيغة المذكورة أعلاه.

بالنسبة للمهندسين، يعتبر التمدد الحراري ظاهرة حيوية. عند تصميم جسر فولاذي عبر نهر في مدينة ذات مناخ قاري، فمن المستحيل عدم مراعاة التغيرات المحتملة في درجات الحرارة التي تتراوح من -40 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية على مدار العام. ستتسبب مثل هذه الاختلافات في تغيير الطول الإجمالي للجسر حتى عدة أمتار، وحتى لا ينتفخ الجسر في الصيف ولا يتعرض لأحمال شد قوية في الشتاء، يقوم المصممون بتكوين الجسر من أقسام منفصلة، ​​وربطها مع خاص المفاصل العازلة الحرارية، وهي عبارة عن صفوف من الأسنان المترابطة، ولكنها غير متصلة بشكل صارم، وتغلق بإحكام في الحرارة وتتباعد بشكل كبير في البرد. على جسر طويل قد يكون هناك عدد لا بأس به من هذه المخازن المؤقتة.

ومع ذلك، ليست كل المواد، وخاصة المواد الصلبة البلورية، تتوسع بشكل موحد في جميع الاتجاهات. وليس كل المواد تتمدد بالتساوي عند درجات حرارة مختلفة. وأبرز مثال على النوع الأخير هو الماء. عندما يبرد الماء، فإنه ينكمش أولاً، مثل معظم المواد. ومع ذلك، من +4 درجة مئوية إلى نقطة التجمد 0 درجة مئوية، يبدأ الماء في التوسع عند تبريده والانكماش عند تسخينه (من وجهة نظر الصيغة المذكورة أعلاه، يمكننا القول أنه في نطاق درجة الحرارة من 0 درجة مئوية إلى +4 درجة مئوية معامل التمدد الحراري للمياه α يأخذ قيمة سلبية). وبفضل هذا التأثير النادر، لا تتجمد البحار والمحيطات على الأرض حتى في أشد حالات الصقيع: فالمياه التي تكون أبرد من +4 درجات مئوية تصبح أقل كثافة من المياه الدافئة وتطفو على السطح، مما يؤدي إلى إزاحة الماء بدرجة الحرارة. أعلى من +4 درجة مئوية إلى الأسفل.

حقيقة أن كثافة الجليد أقل من كثافة الماء هي خاصية شاذة أخرى للمياه (على الرغم من عدم ارتباطها بالكثافة السابقة)، والتي ندين لها بوجود الحياة على كوكبنا. ولولا هذا التأثير، لكان الجليد قد غرق في قاع الأنهار والبحيرات والمحيطات، ولتجمد مرة أخرى في القاع، مما أدى إلى مقتل جميع الكائنات الحية.

34. قوانين الغاز المثالي. معادلة حالة الغاز المثالي (مندليف-كلابيرون). قوانين أفوجادرو ودالتون.

تستخدم نظرية الحركية الجزيئية نموذج الغاز المثالي، حيث يعتبر:
1) الحجم الجوهري لجزيئات الغاز لا يكاد يذكر مقارنة بحجم الحاوية؛
2) لا توجد قوى تفاعل بين جزيئات الغاز.
3) تكون تصادمات جزيئات الغاز مع بعضها البعض ومع جدران الوعاء مرنة تمامًا.

الغازات الحقيقية عند ضغوط منخفضة ودرجات حرارة عالية قريبة في خصائصها من الغاز المثالي.

دعونا ننظر في القوانين التجريبية التي تصف سلوك الغازات المثالية.

1. قانون بويل-ماريوت: بالنسبة لكتلة معينة من الغاز عند درجة حرارة ثابتة، يكون حاصل ضرب ضغط الغاز وحجمه ثابتًا:

pV=const عند T=const، m=const (7)

تسمى العملية التي تحدث عند درجة حرارة ثابتة متساوي الحرارة. يسمى المنحنى الذي يصور العلاقة بين القيمتين p وV، التي تميز خصائص المادة عند درجة حرارة ثابتة، الأيسوثرم. متساوي الحرارة عبارة عن قطع زائدة تقع في مكان أعلى، كلما ارتفعت درجة الحرارة التي تحدث فيها العملية (الشكل 1).

أرز. 1. اعتماد ضغط الغاز المثالي على الحجم عند درجة حرارة ثابتة

2. قانون جاي-لوساك: يتغير حجم كتلة معينة من الغاز عند ضغط ثابت خطيًا مع درجة الحرارة:

V=V 0 (1+αt) عند p=const، m=const (8)

هنا t هي درجة الحرارة على مقياس مئوية، V 0 هو حجم الغاز عند 0 درجة مئوية، α = (1/273) K -1 هو معامل درجة الحرارة للتمدد الحجمي للغاز.

تسمى العملية التي تحدث عند ضغط ثابت وكتلة غازية ثابتة متساوي الضغط. أثناء عملية متساوية الضغط لغاز ذي كتلة معينة، تكون نسبة الحجم إلى درجة الحرارة ثابتة:

في الرسم البياني بالإحداثيات (V,t)، تم تصوير هذه العملية بخط مستقيم يسمى خط تساوي الضغط (الشكل 2).

أرز. 2. اعتماد حجم الغاز المثالي على درجة الحرارة عند ضغط ثابت

3. قانون تشارلز: يتغير ضغط كتلة معينة من الغاز عند حجم ثابت خطيًا مع درجة الحرارة:

ع=ص 0 (1+αt) عند p=const، m=const (9)

هنا t هي درجة الحرارة على مقياس مئوية، p 0 هو ضغط الغاز عند 0 درجة مئوية، α = (1/273) K -1 هو معامل درجة الحرارة للتمدد الحجمي للغاز.

تسمى العملية التي تحدث بحجم ثابت وكتلة ثابتة من الغاز متساوي اللون. أثناء عملية متساوية اللون لغاز ذي كتلة معينة، تكون نسبة الضغط إلى درجة الحرارة ثابتة:

في الرسم البياني للإحداثيات، يتم تصوير هذه العملية بخط مستقيم يسمى متساوي الحفرة (الشكل 3).

أرز. 3. اعتماد ضغط الغاز المثالي على درجة الحرارة عند حجم ثابت

من خلال إدخال درجة الحرارة الديناميكية الحرارية T في الصيغتين (8) و (9)، يمكن إعطاء قوانين جاي لوساك وتشارلز شكلاً أكثر ملاءمة:

V=V 0 (1+αt)=V 0 =V 0 αT (10)
ص=ص 0 (1+αt)=ص 0 =ص 0 αT (11)

قانون أفوجادرو: مولات أي غازات لها نفس درجة الحرارة والضغط تحتل نفس الحجم.

لذلك، في ظل الظروف العادية، يشغل مول واحد من أي غاز حجمًا قدره 22.4 م -3. عند نفس درجة الحرارة والضغط، يحتوي أي غاز على نفس عدد الجزيئات لكل وحدة حجم.

في الظروف العادية يحتوي 1م3 من أي غاز على عدد من الجسيمات يسمى رقم لوشميدت:

ن ل =2.68·10 25 م -3.

قانون دالتون: ضغط خليط الغازات المثالية يساوي مجموع الضغوط الجزئية ص 1 , ص 2 ,..., ع ن من الغازات الموجودة فيه:

ع=ص 1 +ص 2 +....+ص ن

الضغط الجزئي هو الضغط الذي ينشأ عن الغاز الموجود في خليط الغاز إذا احتل حجمًا مساويًا لحجم الخليط عند نفس درجة الحرارة.

ماذا يحدث لجزيئات المادة عندما تكون المادة في حالات مختلفة من التجميع؟ ما هي سرعة جزيئات المادة؟ ما هي المسافة بين الجزيئات؟ ما هو الترتيب النسبي للجزيئات؟ غاز سائل صلب يسمى تحول المادة من الحالة الصلبة إلى السائلة بالذوبان وتنتقل الطاقة إلى الجسم كيف تتغير الطاقة الداخلية للمادة؟ كيف تتغير طاقة الجزيئات وترتيبها؟ متى سيبدأ الجسم في الذوبان؟ هل تتغير جزيئات المادة عندما تذوب؟ كيف تتغير درجة حرارة المادة عند الانصهار؟ يسمى تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة بالتبلور، حيث يطلق السائل طاقة، كيف تتغير الطاقة الداخلية للمادة؟ كيف تتغير طاقة الجزيئات وترتيبها؟ متى سيبدأ الجسم في التبلور؟ هل تتغير جزيئات المادة أثناء التبلور؟ كيف تتغير درجة حرارة المادة أثناء التبلور؟ الكمية الفيزيائية التي توضح مقدار الحرارة اللازمة لتحويل 1 كجم من مادة بلورية مأخوذة عند درجة حرارة الانصهار إلى سائل بنفس درجة الحرارة تسمى الحرارة النوعية للانصهار. القياس: J كجم إطلاق Q Q   m Q    m ذوبان التصلب t , min t1 t ذوبان = t التصلب "قراءة الرسم البياني" أي أجزاء من المؤامرة وصف الرسم البياني أي رسم بياني للتحويل يتوافق مع الأولي زيادة في درجة حرارة الحالة الداخلية للمادة؟ مواد؟ طاقة المادة ؟ ينقص؟ انخفاض المواد؟ 1 3 2 4 "قراءة الرسم البياني" في أي وقت بدأت عملية صهر المادة؟ في أي وقت تبلورت المادة؟ ما هي درجة انصهار المادة؟ بلورة؟ كم من الوقت استغرق الأمر: تسخين المادة الصلبة؛ ذوبان المادة؛ التبريد السائل؟ تحقق من نفسك! 1. عندما يذوب الجسم... أ) يمكن امتصاص الحرارة وإطلاقها. ب) لا يتم امتصاص الحرارة أو إطلاقها. ج) يتم امتصاص الحرارة. د) يتم إطلاق الحرارة. 2. عندما يتبلور السائل... أ) يمكن أن تزيد درجة الحرارة أو تنخفض. ب) لا تتغير درجة الحرارة. ج) تنخفض درجة الحرارة. د) ترتفع درجة الحرارة. 3. عندما يذوب جسم بلوري... أ) تنخفض درجة الحرارة. ب) يمكن أن ترتفع درجة الحرارة أو تنخفض. ج) لا تتغير درجة الحرارة. د) ترتفع درجة الحرارة. 4. أثناء التحولات الكلية للمادة، عدد جزيئات المادة... أ) لا يتغير. ب) يمكن أن يزيد وينقص. ج) يتناقص. د) يزيد. الجواب: 1-ج2-ب3-ج4-أ يسمى تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بالتبخير كيف تتغير الطاقة الداخلية للمادة أثناء التبخير؟ كيف تتغير طاقة الجزيئات وترتيبها؟ هل تتغير جزيئات المادة أثناء التبخير؟ كيف تتغير درجة حرارة المادة أثناء التبخير؟ يسمى تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة بالتكثيف.كيف تتغير الطاقة الداخلية للمادة أثناء التكثيف؟ كيف تتغير طاقة الجزيئات وترتيبها؟ هل تتغير جزيئات المادة أثناء التكثيف؟ التبخر هو تكوين البخار الذي يحدث من سطح السائل 1. ما هي الجزيئات التي تترك السائل أثناء التبخر؟ 2. كيف تتغير الطاقة الداخلية للسائل أثناء التبخر؟ 3. في أي درجة حرارة يمكن أن يحدث التبخر؟ 4. كيف تتغير كتلة السائل أثناء التبخر؟ اشرح السبب: هل تبخر الماء من الصحن بشكل أسرع؟ فهل اختل ميزان الميزان؟ وبعد بضعة أيام أصبحت مستويات السوائل المختلفة مختلفة. وضح كيف يحدث التبخر إذا هبت الرياح فوق السائل؟ لماذا يتبخر الماء من الطبق بشكل أسرع من الوعاء؟ الغليان 1. ما الذي يتشكل على جدران الجرة إذا بقي مع الماء لفترة طويلة؟ 2. ماذا يوجد في هذه الفقاعات؟ 3. سطح الفقاعات هو أيضًا سطح السائل. ماذا سيحدث من السطح داخل الفقاعات؟ الغليان قارن بين عمليتي التبخر والغليان التبخر 1. في أي جزء من السائل يحدث التبخر؟ 2. ما هي التغيرات في درجة حرارة السائل التي تحدث أثناء عملية التبخير؟ 3. كيف تتغير الطاقة الداخلية للسائل أثناء التبخير؟ 4. ما الذي يحدد سرعة العملية؟ عمل الغاز والبخار أثناء التمدد 1. لماذا يقفز غطاء الغلاية أحيانا عند غليان الماء فيه؟ 2. عندما يدفع البخار غطاء الغلاية، ماذا يفعل؟ 3. ما هي تحولات الطاقة التي تحدث عندما يرتد الغطاء؟ الجليد الساخن لقد اعتدنا على الاعتقاد بأن الماء لا يمكن أن يكون في حالة صلبة عند درجات حرارة أعلى من 0 درجة مئوية. أظهر الفيزيائي الإنجليزي بريدجمان أن الماء تحت الضغط p ~ 2*109 Pa يظل صلبًا حتى عند t = 76 0C. هذا هو ما يسمى "الجليد الساخن - 5". لا يمكنك التقاطه، لقد تعلمت عن خصائص هذا النوع من الجليد بشكل غير مباشر. "الثلج الساخن" أكثر كثافة من الماء (1050 كجم/م3)، ويغوص في الماء. اليوم، هناك أكثر من 10 أنواع من الجليد ذات صفات مذهلة معروفة. الثلج الجاف عند حرق الفحم، يمكن أن تصاب بالبرد بدلاً من الحرارة. للقيام بذلك، يتم حرق الفحم في الغلايات، ويتم تنقية الدخان الناتج ويتم التقاط ثاني أكسيد الكربون فيه. يتم تبريده وضغطه إلى ضغط 7*106 باسكال. والنتيجة هي ثاني أكسيد الكربون السائل. يتم تخزينها في اسطوانات سميكة الجدران. عند فتح الصنبور، يتوسع ثاني أكسيد الكربون السائل بشكل حاد ويبرد، ويتحول إلى ثاني أكسيد الكربون الصلب - "الثلج الجاف". تحت تأثير الحرارة، تتحول رقائق الثلج الجاف على الفور إلى غاز، متجاوزة الحالة السائلة.

"الحالة التجميعية للمادة" - تبلور التكثيف. تبخير. محتوى. التبلور = الذوبان. حالات المادة الكلية. رسم بياني لعمليات التغيرات في حالة تجميع المادة. تسخين المياه. تبريد الماء. ذوبان. تسخين الجليد. ثلاث حالات للمادة. Tmelting=const. العمليات التي تنطوي على امتصاص وإطلاق الحرارة.

"اختبار "الظواهر الحرارية"" - ظاهرة انتقال الحرارة. قصة الشاي . فحص. سيدة المنزل. قول مأثور قديم. الحمل الحراري. منحنى التسخين لمادة بلورية. تبريد الجسم الصلب. لنبدأ قصة عن الدفء. بفضل أي طريقة لنقل الحرارة يمكنك تدفئة نفسك بجوار المدفأة؟ الجمباز البصري. عمل بحثي.

"المادة وحالتها" - حتى البخار الفولاذي فوقها يُلاحظ حينها. وهي تأخذ شكل وعاء، ويمكن أن يكون الأكسجين صلبًا، ويمكن أن يكون سائلًا أيضًا. في الحالات التجميعية، سيُظهر لنا الماء دائمًا خصائص مختلفة. ليس لديهم خاصة بهم. العالم كله مصنوع من جزيئات! السائل، الصلب، الجزيء – أصغر جسيم من المادة. أشكال ودائمة.

"حالات المادة الثلاث" - المادة. بلورة. جليد. أمثلة على العمليات. تبخير. تنص على. ترتيب الجزيئات في السوائل. حل لغز الكلمات المتقاطعة. تركيز. طبيعة حركة وتفاعل الجزيئات. ترتيب الجزيئات في الغازات. حقائق مثيرة للاهتمام. خصائص السوائل. أسئلة للكلمات المتقاطعة. خصائص المواد الصلبة. التغير في الخواص الفيزيائية للمادة.

"حالات المادة الثلاث" - صلبة. الفيزياء الصف السابع. لماذا تحتفظ المواد الصلبة بشكلها؟ ثلاث حالات للمادة. ما علاقة ارتفاع درجة الحرارة بالسبب الصلب؟ ماذا يمكنك أن تقول عن ترتيب الجزيئات عند تسخين الماء حتى الغليان؟ فتبخر الماء وتحول إلى بخار. الأسئلة: هل يمكن ملء وعاء مفتوح بالغاز بنسبة 50%؟

"الظواهر الحرارية الصف 8" - 2. ليس من الواضح لماذا...؟ القمر يضيء لكنه لا يسخن؟ هل تعرف كيف يأخذ الناس الظواهر الحرارية في الاعتبار في الحياة اليومية؟ هل فكرت يومًا في السؤال: لماذا يعتبر العيش في منزل حديث مريحًا؟ هل الأم على حق عندما تنادي طفلها "شمسي المشرقة"؟ الظواهر الحرارية في منزلك. هل الجو حار بالملابس السوداء في الصيف؟

A. S. بوشكين "يوجين أونجين". في الصباح، رأت تاتيانا ساحة بيضاء في النافذة، ودجاجًا، وأسقفًا وسياجًا، وأنماط ضوئية على الزجاج، وأشجارًا باللون الفضي الشتوي...

سؤال: ماذا يمثلون من وجهة نظر الفيزياء؟

هناك أنماط الضوء على الزجاج،

الجواب: بلورات الماء المتجمد حالتها الصلبة.

. إي باراتينسكي "الربيع".تيارات صاخبة! الجداول مشرقة! هادرًا، يحمل النهر الجليد الذي رفعه على التلال المنتصرة!

سؤال: في ماذا

هل الماء في حالة تجمع؟

الجواب: الماء في حالته السائلة والصلبة متجمعاً.

نساء الثلج يفقدن الوزن ويذوبن. يجب أن يكون دورهم. رنين الجداول - رسل الربيع. ويوقظون الانجراف الجليدي. في كريمنيف.

• ما هي التغييرات التي حدثت في الطبيعة؟

2. ما هي المادة التي نتحدث عنها؟

ماذا يحدث لجزيئات المادة عندما تكون المادة في حالات مختلفة من التجميع؟

• ما هي سرعة جزيئات المادة؟
• ما هي المسافة بين الجزيئات؟
• ما هو الترتيب النسبي للجزيئات؟

• سائل

• صلب

يسمى تحول المادة من الحالة الصلبة إلى السائلة ذوبان

يعطى الجسم الطاقة

متى سيبدأ الجسم في الذوبان؟

هل تتغير جزيئات المادة عندما تذوب؟

كيف تتغير درجة حرارة المادة عند الانصهار؟

يسمى تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة بلورة

السائل يطلق الطاقة

كيف تتغير الطاقة الداخلية للمادة؟

كيف تتغير طاقة الجزيئات وترتيبها؟

متى سيبدأ الجسم في التبلور؟

هل تتغير جزيئات المادة أثناء التبلور؟

كيف تتغير درجة حرارة المادة أثناء التبلور؟

التدفئة

تبريد

الكمية الفيزيائية التي توضح مقدار الحرارة اللازمة لتحويل 1 كجم من مادة بلورية مأخوذة عند نقطة الانصهار إلى سائل له نفس درجة الحرارة تسمى الحرارة النوعية للانصهار

محدد بواسطة:

وحدة قياس:

استيعاب س

اختيار س

تصلب

ذوبان

ر ذوبان = ر تصلب

""قراءة الرسم البياني""

وصف الحالة الأولية للمادة

ما التحولات التي تحدث مع المادة؟

أي أجزاء من الرسم البياني تتوافق مع نمودرجة حرارة المادة ؟ ينقص ?

أي جزء من الرسم البياني يتوافق مع نموالطاقة الداخلية للمادة؟ ينقص ?

""قراءة الرسم البياني""

في أي وقت بدأت عملية ذوبان المادة؟

في أي وقت تبلورت المادة؟

ما هي درجة انصهار المادة؟ بلورة؟

كم من الوقت استغرق الأمر: تسخين المادة الصلبة؛

ذوبان المادة؛

التبريد السائل؟

تحقق من نفسك!

1. عندما يذوب الجسم...

أ) يمكن امتصاص الحرارة وإطلاقها.

ب) لا يتم امتصاص الحرارة أو إطلاقها.

ج) يتم امتصاص الحرارة.

د) يتم إطلاق الحرارة.

2. عندما يتبلور السائل...

أ) يمكن أن ترتفع درجة الحرارة أو تنخفض.

ب) لا تتغير درجة الحرارة.

ج) تنخفض درجة الحرارة.

د) ترتفع درجة الحرارة.

3. عندما يذوب جسم بلوري...

أ) تنخفض درجة الحرارة.

ب) يمكن أن ترتفع درجة الحرارة أو تنخفض.

ج) لا تتغير درجة الحرارة.

د) ترتفع درجة الحرارة.

4. أثناء التحولات الكلية للمادة، يكون عدد جزيئات المادة...

أ) لا يتغير.

ب) يمكن أن يزيد وينقص.

ج) يتناقص.

د) يزيد.

الجواب: 1-ج2-ب3-ج4-أ

العمل في المنزل:

• 3. مزاجي في الصف. سيئ جيد ممتاز

يسمى تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية تبخير

كيف تتغير الطاقة الداخلية للمادة أثناء التبخير؟

كيف تتغير طاقة الجزيئات وترتيبها؟

هل تتغير جزيئات المادة أثناء التبخير؟

كيف تتغير درجة حرارة المادة أثناء التبخير؟

يسمى انتقال المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة تركيز

كيف تتغير الطاقة الداخلية للمادة أثناء التكثيف؟

كيف تتغير طاقة الجزيئات وترتيبها؟

هل تتغير جزيئات المادة أثناء التكثيف؟

التبخر هو تكوين البخار الذي يحدث من سطح السائل.

1. ما هي الجزيئات التي تترك السائل أثناء التبخر؟

2. كيف تتغير الطاقة الداخلية للسائل أثناء التبخر؟

3. في أي درجة حرارة يمكن أن يحدث التبخر؟

4. كيف تتغير كتلة السائل أثناء التبخر؟

اشرح السبب:

هل تبخر الماء من الصحن بشكل أسرع؟

فهل اختل ميزان الميزان؟

وبعد بضعة أيام أصبحت مستويات السوائل المختلفة مختلفة.

يشرح

كيف يحدث التبخر إذا هبت الرياح فوق السائل؟

لماذا يتبخر الماء من الطبق بشكل أسرع من الوعاء؟

1. ما الذي يتشكل على جدران الجرة إذا بقيت مع الماء لفترة طويلة؟

2. ماذا يوجد في هذه الفقاعات؟

3. سطح الفقاعات هو أيضًا سطح السائل. ماذا سيحدث من السطح داخل الفقاعات؟

قارن العمليات التبخر والغليان

تبخر

1. في أي جزء من السائل يحدث التبخر؟

2. ما هي التغيرات في درجة حرارة السائل التي تحدث أثناء عملية التبخير؟

3. كيف تتغير الطاقة الداخلية للسائل أثناء التبخير؟

4. ما الذي يحدد سرعة العملية؟

عمل الغاز والبخار أثناء التمدد

1. لماذا يرتد غطاء الغلاية أحيانًا عندما يغلي الماء فيه؟

2. عندما يدفع البخار غطاء الغلاية، ماذا يفعل؟

3. ما هي تحولات الطاقة التي تحدث عندما يرتد الغطاء؟

ثلج جاف

عندما يتم حرق الفحم، فإنه يمكن أن يكون شبه

الجو ليس حارًا، بل باردًا إلى حد ما. للقيام بذلك، يتم حرق الفحم في الغلايات، ويتم تنظيف الدخان الناتج والتقاطه فيه ثاني أكسيد الكربون.يتم تبريده وضغطه إلى ضغط 7*10 6 باسكال. اتضح ثاني أكسيد الكربون السائل.يتم تخزينها في اسطوانات سميكة الجدران.

عند فتح الصنبور، يتوسع ثاني أكسيد الكربون السائل بشكل حاد ويبرد، ويتحول إلى صعب

أنا أنفخ ثاني أكسيد الكربون - "الثلج الجاف".

تحت تأثير الحرارة، تتحول رقائق الثلج الجاف على الفور إلى غاز، متجاوزة الحالة السائلة.

لا يمكن أن يكون في حالة صلبة

في رأعلى من 0 درجة مئوية.

الفيزيائي الإنجليزي بريدجمان

قال ذلك الماء تحت الضغط ص ~

2*10 9 لا يزال با ثابتاحتى مع

t = 76 0 C. وهذا ما يسمى بـ "go-"

ثلج ساخن - 5 بوصات. لا يمكنك استلامه

من فضلك، حول خصائص هذا التنوع

تم تعلم خصائص الجليد بشكل غير مباشر.

"الجليد الساخن" أكثر كثافة من الماء (1050

كجم/م3) يغوص في الماء.

اليوم، أكثر من 10 مختلفة

مشاهد الجليد مع مذهلة