המעבר של חומר ממצב גבישי מוצק למצב נוזלי נקרא הַתָכָה. כדי להמיס גוף גבישי מוצק, יש לחמם אותו לטמפרטורה מסוימת, כלומר, יש לספק חום.הטמפרטורה שבה חומר נמס נקראתנקודת ההתכה של החומר.

התהליך ההפוך הוא המעבר מ מצב נוזלילתוך מוצק - מתרחש כאשר הטמפרטורה יורדת, כלומר, החום מוסר. המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב מוצק נקראהִתקַשׁוּת , אוֹ גָבִישׁתְמוּגָה . הטמפרטורה שבה חומר מתגבש נקראתטמפרטורת גבישאמות .

הניסיון מלמד שכל חומר מתגבש ונמס באותה טמפרטורה.

האיור מציג גרף של התלות של הטמפרטורה של גוף גבישי (קרח) בזמן החימום (מהנקודה אעד לנקודה ד)וזמן הקירור (מהנקודה דעד לנקודה ק). הוא מראה זמן על הציר האופקי וטמפרטורה על הציר האנכי.

ניתן לראות מהגרף שההתבוננות בתהליך החלה מהרגע שבו טמפרטורת הקרח הייתה -40 מעלות צלזיוס, או כמו שאומרים, הטמפרטורה ברגע הזמן הראשוני. טמוקדם= -40 מעלות צלזיוס (נקודה אבתרשים). עם חימום נוסף, הטמפרטורה של הקרח עולה (בגרף, זה השטח א.ב). הטמפרטורה עולה ל-0 מעלות צלזיוס, נקודת ההיתוך של הקרח. ב-0 מעלות צלזיוס, הקרח מתחיל להמיס והטמפרטורה שלו מפסיקה לעלות. במשך כל זמן ההמסה (כלומר, עד שכל הקרח נמס), טמפרטורת הקרח אינה משתנה, למרות שהמבער ממשיך לבעור ולכן מסופק חום. תהליך ההיתוך מתאים לקטע האופקי של הגרף שמש . רק לאחר שכל הקרח נמס והפך למים, הטמפרטורה מתחילה לעלות שוב (סעיף CD). לאחר שטמפרטורת המים מגיעה ל- 40 מעלות צלזיוס, המבער כבוי והמים מתחילים להתקרר, כלומר מוסר חום (לשם כך ניתן להניח כלי עם מים באחר, כלי גדול יותרעם קרח). טמפרטורת המים מתחילה לרדת (סעיף DE). כאשר הטמפרטורה מגיעה ל-0 מעלות צלזיוס, טמפרטורת המים מפסיקה לרדת, למרות העובדה שחום עדיין מוסר. זהו תהליך התגבשות המים - היווצרות קרח (חתך אופקי EF). עד שכל המים יהפכו לקרח, הטמפרטורה לא תשתנה. רק לאחר מכן טמפרטורת הקרח מתחילה לרדת (סעיף FK).

התצוגה של הגרף הנחשב מוסברת כדלקמן. מיקום מופעל א.בבשל כניסת החום, האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולות הקרח עולה, והטמפרטורה שלו עולה. מיקום מופעל שמשכל האנרגיה המתקבלת על ידי תוכן הבקבוק מושקעת על הרס סריג הקרח הקריסטלי: הסידור המרחבי המסודר של המולקולות שלו מוחלף בחוסר סדר, המרחק בין המולקולות משתנה, כלומר. מולקולות מסודרות מחדש בצורה כזו שהחומר הופך לנוזל. האנרגיה הקינטית הממוצעת של המולקולות אינה משתנה, ולכן הטמפרטורה נשארת ללא שינוי. עלייה נוספת בטמפרטורה של מי קרח מותכים (באזור CD) פירושו עלייה באנרגיה הקינטית של מולקולות מים עקב החום שמספק המבער.

בעת קירור מים (סעיף DE) חלק מהאנרגיה נלקח ממנו, מולקולות מים נעות במהירויות נמוכות יותר, האנרגיה הקינטית הממוצעת שלהן יורדת - הטמפרטורה יורדת, המים מתקררים. ב-0°C (חתך אופקי EF) מולקולות מתחילות להסתדר בסדר מסוים, ויוצרות סריג קריסטל. עד להשלמת תהליך זה, טמפרטורת החומר לא תשתנה, למרות החום שהוסר, מה שאומר שבעת התמצקות הנוזל (המים) משחרר אנרגיה. זו בדיוק האנרגיה שהקרח ספג והפכה לנוזל (סעיף שמש). האנרגיה הפנימית של נוזל גדולה מזו של גוף מוצק. במהלך ההתכה (והתגבשות), האנרגיה הפנימית של הגוף משתנה באופן פתאומי.

מתכות הנמסות בטמפרטורות מעל 1650 מעלות צלזיוס נקראות עַקשָׁן(טיטניום, כרום, מוליבדן וכו'). לטונגסטן יש את נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר ביניהם - בערך 3400 מעלות צלזיוס. מתכות עקשנות ותרכובותיהן משמשות כחומרים עמידים בחום בבניית מטוסים, בטכנולוגיית טילים וחלל ובאנרגיה גרעינית.

נדגיש שוב שבמהלך ההמסה, החומר סופג אנרגיה. במהלך התגבשות, להיפך, זה נותן את זה סביבה. קבלת כמות מסוימת של חום המשתחררת במהלך ההתגבשות, המדיום מתחמם. זה ידוע היטב לציפורים רבות. לא פלא שניתן לראות אותם בחורף במזג אוויר כפור יושבים על הקרח המכסה נהרות ואגמים. עקב שחרור אנרגיה במהלך היווצרות הקרח, האוויר שמעליו מתגלה כחם בכמה מעלות מאשר ביער שעל העצים, והציפורים מנצלות זאת.

התכה של חומרים אמורפיים.

נוכחות של מסויים נקודות התכההוא תכונה חשובה של חומרים גבישיים. על בסיס זה ניתן להבחין בקלות בין גופים אמורפיים, אשר מסווגים גם כמוצקים. אלה כוללים, במיוחד, זכוכית, שרפים צמיגים מאוד ופלסטיק.

חומרים אמורפיים(בניגוד לקריסטליים) אין להם נקודת התכה ספציפית - הם לא נמסים, אלא מתרככים. כאשר מחומם, חתיכת זכוכית, למשל, הופכת תחילה רכה מקשה, ניתן לכופף אותה או למתוח אותה בקלות; בטמפרטורה גבוהה יותר, היצירה מתחילה לשנות את צורתה בהשפעת כוח המשיכה שלה. כשהיא מתחממת, המסה הצמיגה העבה מקבלת את צורת הכלי שבו היא שוכנת. המסה הזו היא בהתחלה סמיכה, כמו דבש, אחר כך כמו שמנת חמוצה, ולבסוף, היא הופכת לנוזל בעל צמיגות נמוכה כמעט כמו מים. עם זאת, אי אפשר לציין כאן טמפרטורה ספציפית למעבר של מוצק לנוזל, מכיוון שהיא לא קיימת.

הסיבות לכך נעוצות בהבדל המהותי בין המבנה של גופים אמורפיים למבנה של גבישיים. אטומים בגופים אמורפיים מסודרים באופן אקראי. גופים אמורפיים במבנה שלהם דומים לנוזלים. כבר בזכוכית מוצקה, האטומים מסודרים באופן אקראי. המשמעות היא שעלייה בטמפרטורת הזכוכית רק מגדילה את טווח התנודות של המולקולות שלה, מעניקה להן בהדרגה יותר ויותר חופש תנועה. לכן, הזכוכית מתרככת בהדרגה ואינה מציגה מעבר חד "מוצק-נוזל", האופייני למעבר מסידור מולקולות ל סדר קפדנילאי סדר.

חום נמס.

חום נמסהיא כמות החום שיש להקנות לחומר בלחץ קבוע ו טמפרטורה קבועה, שווה לנקודת ההיתוך, על מנת להעבירו לחלוטין ממצב גבישי מוצק לנוזלי. חום ההיתוך שווה לכמות החום המשתחררת במהלך התגבשות חומר ממצב נוזלי. במהלך ההיתוך, כל החום המסופק לחומר הולך להגברת האנרגיה הפוטנציאלית של המולקולות שלו. האנרגיה הקינטית לא משתנה מכיוון שההתכה מתרחשת בטמפרטורה קבועה.

מתנסים בהתכה חומרים שוניםמאותה מסה, ניתן לראות כי נדרשת כמות שונה של חום כדי להפוך אותם לנוזל. לדוגמה, כדי להמיס ק"ג אחד של קרח, אתה צריך להוציא 332 J של אנרגיה, ועל מנת להמיס 1 ק"ג של עופרת - 25 KJ.

כמות החום שמשחרר הגוף נחשבת שלילית. לכן, כאשר מחשבים את כמות החום המשתחררת במהלך התגבשות חומר בעל מסה M, עליך להשתמש באותה נוסחה, אבל עם סימן מינוס:

חום בעירה.

חום בעירה(אוֹ ערך קלורי, קלוריות) היא כמות החום המשתחררת במהלך הבעירה המלאה של הדלק.

כדי לחמם גופים, נעשה שימוש לעתים קרובות באנרגיה המשתחררת במהלך הבעירה של דלק. דלק רגיל (פחם, נפט, בנזין) מכיל פחמן. במהלך הבעירה, אטומי פחמן מתחברים עם אטומי חמצן באוויר, וכתוצאה מכך נוצרות מולקולות פחמן דו חמצני. האנרגיה הקינטית של מולקולות אלו מתבררת כגדולה מזו של החלקיקים ההתחלתיים. להגביר אנרגיה קינטיתמולקולות בתהליך הבעירה נקראות שחרור אנרגיה. האנרגיה המשתחררת במהלך הבעירה המלאה של הדלק היא חום הבעירה של הדלק הזה.

חום הבעירה של הדלק תלוי בסוג הדלק ובמסתו. אֵיך יותר משקלדלק, ככל שכמות החום המשתחררת גדולה יותר במהלך הבעירה המלאה שלו.

הכמות הפיזית המראה כמה חום משתחרר במהלך הבעירה המלאה של דלק במשקל 1 ק"ג נקראת חום ספציפי של שריפה של דלק.חום הבעירה הספציפי מסומן באותשוהוא נמדד בג'אול לק"ג (J/kg).

כמות חום שמשתחרר במהלך הבעירה Mק"ג דלק נקבע על ידי הנוסחה:

כדי למצוא את כמות החום המשתחררת במהלך הבעירה המלאה של דלק בעל מסה שרירותית, יש צורך להכפיל את חום הבעירה הסגולי של דלק זה במסה שלו.

דֶגֶם גז אידיאלי, המשמש בתיאוריה המולקולרית-קינטית של גזים, מאפשר לתאר את התנהגותם של גזים אמיתיים מודירים בכמות מספקת טמפרטורה גבוההו לחצים נמוכים. כאשר גוזרים את משוואת המצב עבור גז אידיאלי, גדלים של מולקולות והאינטראקציה ביניהן מוזנחים. עלייה בלחץ מביאה לירידה במרחק הממוצע בין מולקולות, ולכן יש צורך לקחת בחשבון את נפח המולקולות ואת האינטראקציה ביניהן. אז, 1 מ"ר של גז בתנאים רגילים מכיל 2.68 × 10 25 מולקולות, תופסות נפח של כ-10 -4 מ"ר (רדיוס המולקולה הוא בערך 10 -10 מ'), אשר בהשוואה לנפח הגז ( 1 מ' 3), ניתן להזניח. בלחץ של 500 MPa (1 atm = 101.3 kPa), נפח המולקולות יהיה כבר מחצית מנפח הגז הכולל. לפיכך, ב לחצים גבוהיםו טמפרטורות נמוכותדגם זה של גז אידיאלי אינו מתאים.

על ידי תיקון גזים אמיתיים- יש לקחת בחשבון גזים, שתכונותיהם תלויות באינטראקציה של מולקולות כוחות של אינטראקציה בין מולקולרית.הם מופיעים במרחקים של 10-9 מ' ויורדים במהירות עם הגדלת המרחק בין מולקולות. כוחות כאלה נקראים טווח קצר.

עם פיתוח רעיונות על מבנה האטום ו מכניקה קוואנטית, נמצא כי בין מולקולות של חומר פועלות בו זמנית כוחות מושכים ודוחים.על איור. 88, אנתונה התלות האיכותית של כוחות האינטראקציה הבין-מולקולרית על המרחק רבין מולקולות איפה ואה ו ו p - כוחות דחיה ומשיכה, בהתאמה, א F-התוצאה שלהם. כוחות הדחייה נחשבים חִיוּבִיוכוחות משיכה הדדית - שלילי.

על מרחק r=r 0 כוח כתוצאה F= 0, הָהֵן. כוחות משיכה ודוחה מאזנים זה את זה. אז המרחק ר 0 מתאים למרחק שיווי המשקל בין המולקולות שבהן הן יהיו בהעדר תנועה תרמית. בְּ ר< ר 0 כוחות דוחה מנצחים ( F> 0), בְּ- ר>ר 0 - כוחות משיכה ( ו<0). במרחקים ר> 10-9 מ', כוחות אינטראקציה בין מולקולריים נעדרים כמעט ( ו®0).

עבודה יסודית dAכוח וככל שהמרחק בין מולקולות גדל ב-d רמושגת על ידי הפחתת האנרגיה הפוטנציאלית ההדדית של המולקולות, כלומר.

(60.1)

מניתוח התלות האיכותית של האנרגיה הפוטנציאלית של האינטראקציה של מולקולות על המרחק ביניהן (איור 88, ב)מכאן נובע שאם המולקולות נמצאות במרחק אחד מהשני, שבו לא פועלים כוחות האינטראקציה הבין-מולקולריים ( ר®¥), ואז П=0. עם הגישה ההדרגתית של המולקולות ביניהן, מופיעים כוחות משיכה ( ו<0), которые совершают положительную работу (dA=Fד ר> 0). לאחר מכן, לפי (60.1), האנרגיה הפוטנציאלית של אינטראקציה פוחתת ומגיעה למינימום בשעה ר=ר 0 . בְּ ר<ר 0 למטה רכוחות דוחה ( ו>0) גדלים בחדות והעבודה שנעשתה נגדם שלילית ( dA=Fד ר<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 (ר=ר 0) בעל האנרגיה הפוטנציאלית המינימלית.

הקריטריון למצבי צבירה שונים של חומר הוא היחס בין הערכים של P min ו kT. P min - האנרגיה הפוטנציאלית הקטנה ביותר של אינטראקציה של מולקולות - קובעת את העבודה שיש לעשות נגד כוחות המשיכה כדי להפריד מולקולות שנמצאות בשיווי משקל ( ר=ר 0); kTקובע את האנרגיה הממוצעת הכפולה לדרגת חופש אחת של התנועה הכאוטית (תרמית) של מולקולות.

אם P min<<kT, אז החומר נמצא במצב גז, שכן התנועה התרמית האינטנסיבית של מולקולות מונעת חיבור של מולקולות שהתקרבו למרחק ר 0 , כלומר, ההסתברות להיווצרות אגרגטים ממולקולות היא די קטנה. אם P min >> kT, אז החומר נמצא במצב מוצק, שכן המולקולות, נמשכות זו לזו, אינן יכולות להתרחק למרחקים ניכרים ולהתנדנד סביב עמדות שיווי המשקל הנקבעות לפי המרחק ר 0 . אם P min » kT, אז החומר נמצא במצב נוזלי, שכן כתוצאה מתנועה תרמית, המולקולות נעות בחלל, מחליפות מקומות, אך אינן מתפצלות על פני מרחק העולה על ר 0 .

לפיכך, כל חומר, בהתאם לטמפרטורה, יכול להיות במצב צבירה גזי, נוזלי או מוצק, וטמפרטורת המעבר ממצב צבירה אחד לאחר תלויה בערך של P min עבור חומר נתון. לדוגמה, עבור גזים אינרטיים, Pmin הוא קטן, בעוד עבור מתכות הוא גדול, ולכן, בטמפרטורות רגילות (חדר), הם נמצאים, בהתאמה, במצב גזי ומוצק.

הוראות בסיסיות של תיאוריה קינטית מולקולרית:

כל החומרים מורכבים ממולקולות, והמולקולות מורכבות מאטומים

אטומים ומולקולות נמצאים בתנועה מתמדת

ישנם כוחות משיכה ודחייה בין מולקולות.

IN גזיםהמולקולות נעות באקראי, המרחקים בין המולקולות גדולים, הכוחות המולקולריים קטנים, הגז תופס את כל הנפח המסופק לו.

IN נוזליםמולקולות מסודרות רק במרחקים קטנים, ובמרחקים גדולים מופר הסדר (הסימטריה) של ההסדר - "סדר טווח קצר". כוחות המשיכה המולקולרית שומרים על מולקולות קרובות זו לזו. התנועה של מולקולות היא "קפיצות" ממצב יציב אחד למשנהו (בדרך כלל בתוך שכבה אחת. תנועה זו מסבירה את הנזילות של נוזל. לנוזל אין צורה, אבל יש לו נפח.

מוצקים - חומרים השומרים על צורתם, מחולקים לגבישים ולאמורפיים. מוצק גבישילגופים יש סריג גבישי, שבצמתים שלו יכולים להיות יונים, מולקולות או אטומים. הם מתנדנדים ביחס למיקומי שיווי משקל יציבים. סריג קריסטל הם בעלי מבנה קבוע בכל הנפח - "סדר ארוך טווח" של מיקום.

גופים אמורפייםשומרים על צורתם, אך אין להם סריג קריסטל וכתוצאה מכך אין להם נקודת התכה בולטת. הם נקראים נוזלים קפואים, שכן להם, כמו נוזלים, יש סדר "קרוב" של סידור מולקולרי.

רוב החומרים מתרחבים בעת חימום. זה מוסבר בקלות מנקודת המבט של התיאוריה המכנית של חום, שכן כאשר מחומם, המולקולות או האטומים של חומר מתחילים לנוע מהר יותר. במוצקים, אטומים מתחילים להתנוד באמפליטודה גדולה יותר סביב מיקומם הממוצע בסריג הגביש, והם דורשים יותר מקום פנוי. כתוצאה מכך, הגוף מתרחב. באופן דומה, נוזלים וגזים, לרוב, מתרחבים עם עליית הטמפרטורה עקב עלייה בקצב התנועה התרמית של מולקולות חופשיות ( ס"מ.חוק בויל-מריוט, חוק צ'ארלס, משוואת הגז האידיאלית של המדינה).

החוק הבסיסי של התפשטות תרמית קובע שגוף בעל ממד ליניארי לבממד המתאים עם עלייה בטמפרטורה שלו ב- Δ טמתרחב ב-Δ לשווה ל:

Δ ל = aLΔ ט

איפה α - מה שנקרא מקדם התפשטות תרמית ליניארית.נוסחאות דומות זמינות לחישוב שינויים בשטח ובנפח של גוף. במקרה הפשוט ביותר המוצג, כאשר מקדם ההתפשטות התרמית אינו תלוי לא בטמפרטורה או בכיוון ההתפשטות, החומר יתרחב באופן אחיד לכל הכיוונים בהתאם לנוסחה לעיל.

עבור מהנדסים, התפשטות תרמית היא תופעה חיונית. כאשר מתכננים גשר פלדה על פני נהר בעיר עם אקלים יבשתי, אי אפשר להתעלם מהפרש הטמפרטורות האפשרי שנע בין -40°C ל-+40°C במהלך השנה. הבדלים כאלה יגרמו לשינוי באורך הכולל של הגשר עד למספר מטרים, וכדי שהגשר לא יתרומם בקיץ ולא יחווה עומסי קרע חזקים בחורף, המעצבים מרכיבים את הגשר מקטעים נפרדים, המחברים אותם עם מיוחד מפרקי חיץ תרמיים, המשולבות, אך אינן מחוברות בצורה נוקשה, שורות של שיניים הנסגרות בחוזקה בחום ומתפצלות די נרחב בקור. ייתכנו לא מעט חוצצים כאלה על גשר ארוך.

עם זאת, לא כל החומרים, במיוחד מוצקים גבישיים, מתרחבים באופן אחיד לכל הכיוונים. ולא כל החומרים מתרחבים באותה מידה בטמפרטורות שונות. הדוגמה הבולטת ביותר מהסוג האחרון היא מים. כשהם מתקררים, המים מתכווצים תחילה, כמו רוב החומרים. עם זאת, מ-+4°C לנקודת הקיפאון של 0°C, המים מתחילים להתרחב כשהם מתקררים ומתכווצים בחימום (במונחים של הנוסחה לעיל, ניתן לומר שבטווח הטמפרטורות שבין 0°C ל-+4° C, מקדם של מי התפשטות תרמית α לוקח ערך שלילי). הודות להשפעה נדירה זו, הימים והאוקיינוסים של כדור הארץ אינם קופאים לקרקעית אפילו בכפור הקשה ביותר: מים קרים מ-4 מעלות צלזיוס הופכים פחות צפופים ממים חמים יותר, וצפים אל פני השטח, מחליפים מים עם טמפרטורה מעל +4 מעלות צלזיוס לתחתית.

העובדה שלקרח יש צפיפות ספציפית נמוכה מצפיפות המים היא תכונה חריגה נוספת (אם כי לא קשורה לקודמתה) של מים, לה אנו חבים את קיומם של חיים על הפלנטה שלנו. אלמלא ההשפעה הזו, הקרח היה הולך לקרקעיתם של נהרות, אגמים ואוקיינוסים, והם, שוב, היו קופאים לקרקעית, והורגים את כל החיים.

34. חוקי גז אידיאלי. משוואת המצב של גז אידיאלי (מנדלייב-קלפיירון). חוקי אבוגדרו ודלטון.

התיאוריה הקינטית המולקולרית משתמשת במודל הגז האידיאלי, השוקל:
1) הנפח העצמי של מולקולות הגז זניח בהשוואה לנפח הכלי;
2) אין כוחות אינטראקציה בין מולקולות גז;
3) התנגשויות של מולקולות גז זו בזו ובדפנות הכלי הן אלסטיות לחלוטין.

גזים אמיתיים בלחצים נמוכים וטמפרטורות גבוהות קרובים בתכונותיהם לגז אידיאלי.

שקול את החוקים האמפיריים המתארים את התנהגותם של גזים אידיאליים.

1. חוק בויל - מריוט: עבור מסה נתונה של גז בטמפרטורה קבועה, מכפלת לחץ הגז ונפחו הוא ערך קבוע:

pV=const ב-T=const, m=const (7)

תהליך המתרחש בטמפרטורה קבועה נקרא איזותרמי. העקומה המתארת ​​את הקשר בין ערכי p ו-V, המאפיינת את תכונותיו של חומר בטמפרטורה קבועה, נקראת איזותרמה. איזותרמיות הן היפרבולות הממוקמות ככל שהטמפרטורה שבה התהליך מתרחש גבוה יותר (איור 1).

אורז. 1. תלות של לחץ גז אידיאלי בנפח בטמפרטורה קבועה

2. חוק Gay-Lussac: נפח מסה נתונה של גז בלחץ קבוע משתנה באופן ליניארי עם הטמפרטורה:

V=V 0 (1+αt) ב-p=const, m=const (8)

כאן t היא הטמפרטורה בסולם צלזיוס, V 0 הוא נפח הגז ב-0 o C, α=(1/273) K -1 הוא מקדם הטמפרטורה של התפשטות הנפח של הגז.

תהליך המתרחש בלחץ קבוע ובמסה קבועה של גז נקרא איזובארי. במהלך תהליך איזובארי, עבור גז במסה נתונה, היחס בין נפח לטמפרטורה קבוע:

בתרשים בקואורדינטות (V,t), תהליך זה מתואר על ידי קו ישר הנקרא איזובר (איור 2).

אורז. 2. תלות של נפח גז אידיאלי בטמפרטורה בלחץ קבוע

3. חוק צ'ארלס: הלחץ של מסה נתונה של גז בנפח קבוע משתנה באופן ליניארי עם הטמפרטורה:

p=p 0 (1+αt) ב-p=const, m=const (9)

כאן t היא הטמפרטורה בסולם צלזיוס, p 0 הוא לחץ הגז ב-0 o C, α=(1/273) K -1 הוא מקדם הטמפרטורה של ההתפשטות הנפחית של הגז.

תהליך המתרחש בנפח קבוע ובמסה קבועה של גז נקרא איזוכורי. במהלך תהליך איזוחורי, עבור גז במסה נתונה, היחס בין לחץ לטמפרטורה קבוע:

בתרשים בקואורדינטות, תהליך זה מתואר על ידי קו ישר הנקרא isochore (איור 3).

אורז. 3. תלות של לחץ גז אידיאלי בטמפרטורה בנפח קבוע

על ידי הצגת הטמפרטורה התרמודינמית T בנוסחאות (8) ו-(9), ניתן לתת לחוקים של גיי-לוסאק וצ'ארלס צורה נוחה יותר:

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

חוק אבוגדרו: שומות של כל גז באותה טמפרטורה ולחץ תופסות את אותו נפח.

אז, בתנאים רגילים, שומה אחת מכל גז תופסת נפח של 22.4 מ -3. באותה טמפרטורה ולחץ, כל גז מכיל את אותו מספר של מולקולות ליחידת נפח.

בתנאים רגילים, 1 מ"ק מכל גז מכיל מספר חלקיקים, הנקראים מספר לושמידט:

N L =2.68·10 25 מ -3 .

חוק דלתון: הלחץ של תערובת גזים אידיאליים שווה לסכום הלחצים החלקיים p 1 ,p 2 ,...,p n של הגזים הכלולים בו:

p=p 1 +p 2 +....+p n

לחץ חלקי הוא הלחץ שגז בתערובת גז היה יוצר אם היה תופס נפח השווה לנפח התערובת באותה טמפרטורה.

מה קורה למולקולות של חומר כאשר החומר נמצא במצבי צבירה שונים? מהי מהירות המולקולות של החומר? מה המרחק בין מולקולות? מהו סידור המולקולות? גז נוזל גוף מוצק המעבר של חומר ממצב מוצק לנוזל נקרא התכה לגוף ניתנת אנרגיה כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של חומר? כיצד משתנה האנרגיה של מולקולות וסידורן? מתי הגוף יתחיל להמיס? האם המולקולות של חומר משתנות כאשר הוא נמס? כיצד משתנה הטמפרטורה של חומר במהלך ההמסה? המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב מוצק נקרא התגבשות הנוזל פולט אנרגיה כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של חומר? כיצד משתנה האנרגיה של מולקולות וסידורן? מתי הגוף יתחיל להתגבש? האם המולקולות של חומר משתנות במהלך ההתגבשות? כיצד משתנה הטמפרטורה של חומר במהלך התגבשות? הכמות הפיזיקלית המראה כמה חום נדרש כדי להמיר 1 ק"ג מחומר גבישי שנלקח בנקודת ההיתוך לנוזל באותה טמפרטורה נקראת חום היתוך סגולי מסומן: t, C t3 t2  ספיגה Q יחידת מדידה : J kg פליטה Q Q   m Q    m התמצקות t , min t1 t התכה = t התמצקות חומרים? אנרגיה של חומר? לְהַקְטִין? חומרים להפחית? 1 3 2 4 "קריאת הגרף" באיזו נקודת זמן החל תהליך ההתכה של החומר? באיזו נקודת זמן החומר התגבש? מהי נקודת ההתכה של החומר? הִתגַבְּשׁוּת? כמה זמן זה לקח: חימום גוף מוצק; התכה של חומר; קירור נוזלי? בדוק את עצמך! 1. כאשר גוף נמס ... א) חום יכול להיספג וגם להשתחרר. ב) חום לא נספג ולא משתחרר. ג) חום נספג. ד) משתחרר חום. 2. כאשר נוזל מתגבש ... א) הטמפרטורה יכולה גם לעלות וגם לרדת. ב) הטמפרטורה לא משתנה. ג) הטמפרטורה יורדת. ד) הטמפרטורה עולה. 3. כאשר גוף גבישי נמס ... א) הטמפרטורה יורדת. ב) הטמפרטורה יכולה גם לעלות וגם לרדת. ג) הטמפרטורה לא משתנה. ד) הטמפרטורה עולה. 4. במהלך טרנספורמציות מצטברות של חומר, מספר המולקולות של חומר ... א) אינו משתנה. ב) יכול גם להגדיל וגם להקטין. ג) יורד. ד) הולך וגדל. תשובה: 1-c 2-b 3-c 4-a המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב גזי נקרא אידוי כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של חומר במהלך האידוי? כיצד משתנה האנרגיה של מולקולות וסידורן? האם המולקולות של חומר משתנות במהלך האידוי? כיצד משתנה הטמפרטורה של חומר במהלך האידוי? המעבר של חומר ממצב גז למצב נוזלי נקרא עיבוי כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של חומר בזמן העיבוי? כיצד משתנה האנרגיה של מולקולות וסידורן? האם המולקולות של חומר משתנות במהלך העיבוי? אידוי - אידוי המתרחש מפני השטח של נוזל 1. אילו מולקולות יוצאות מהנוזל במהלך האידוי? 2. כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של נוזל במהלך האידוי? 3. באיזו טמפרטורה יכול להתרחש אידוי? 4. כיצד משתנה המסה של נוזל בזמן האידוי? הסבר מדוע: המים מהצלחת התאדו מהר יותר? מחוץ לאיזון? לאחר מספר ימים, רמות הנוזלים השונים השתנו. הסבר כיצד יתרחש אידוי אם הרוח נושבת על הנוזל? מדוע מים מתאדים מהר יותר מצלחת מאשר מקערה? רותח 1. מה נוצר על דפנות הצנצנת אם היא עומדת עם מים זמן רב? 2. מה יש בבועות האלה? 3. פני הבועות הם גם פני הנוזל. מה יקרה למשטח בתוך הבועות? רתיחה השווה בין תהליכי האידוי לאידוי הרותח רתיחה 1. באיזה חלק בנוזל מתרחש אידוי? 2. אילו שינויים בטמפרטורת הנוזל מתרחשים במהלך האידוי? 3. כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של נוזל במהלך האידוי? 4. מה קובע את מהירות התהליך? עבודת הגז והקיטור בזמן התפשטות 1. מדוע מכסה הקומקום קופץ לפעמים כאשר מים רותחים בו? 2. כשהאדים דוחפים את מכסה הקומקום, מה זה עושה? 3. אילו טרנספורמציות אנרגטיות מתרחשות כאשר המכסה קופץ? ICE קרח חם אנו רגילים להאמין שמים אינם יכולים להיות במצב מוצק ב-t מעל 0 0C. הפיזיקאי האנגלי ברידג'מן הראה שמים בלחץ p ~ 2*109 Pa נשארים מוצקים גם ב-t = 76 0C. זהו מה שנקרא "קרח חם - 5". אתה לא יכול להרים את זה; למדת על התכונות של סוג זה של קרח בעקיפין. "קרח חם" צפוף יותר ממים (1050 ק"ג/מ"ק), הוא שוקע במים. כיום ידועים יותר מ-10 זני קרח בעלי איכויות מדהימות. קרח יבש בעת שריפת פחם, אתה יכול לקבל לא חום, אלא, להיפך, קר. לשם כך שורפים פחם בדוודים, מנקים את העשן שנוצר ונלכד בו פחמן דו חמצני. הוא מקורר ונדחס ללחץ של 7*106 Pa. מסתבר שפחמן דו חמצני נוזלי. הוא מאוחסן בגלילים בעלי דופן עבה. כאשר הברז נפתח, פחמן דו חמצני נוזלי מתרחב בחדות ומתקרר והופך לפחמן דו חמצני מוצק - "קרח יבש". בהשפעת החום, פתיתי קרח יבש הופכים מיד לגז, עוקפים את המצב הנוזלי.

"מצב מצטבר של חומר" - התגבשות עיבוי. הִתאַדוּת. תוֹכֶן. התגבשות = התכה. מצבים מצטברים של חומר. גרף של תהליכי שינוי מצב הצבירה של החומר. חימום מים. קירור מים. הַתָכָה. חימום קרח. שלושה מצבי חומר. Tmelt=קונסט. תהליכים עם ספיגה ושחרור של חום.

"מבחן "תופעות תרמיות"" - תופעת העברת החום. היסטוריה של התה. בְּדִיקָה. פילגש הבית. אפוריזם עתיק יומין. הולכת חום. עקומת חימום של חומר גבישי. קירור של גוף מוצק. בואו נתחיל את הסיפור על חום. איזו שיטת העברת חום מאפשרת לך להתחמם ליד האח. התעמלות חזותית. עבודת מחקר.

"חומר ומצבו" - אפילו קיטור פלדה מעליו נצפה אז. הם לובשים צורה של כלי, חמצן יכול להיות מוצק, נוזל יכול להיות גם. במצבי צבירה, מים תמיד יראו לנו תכונות שונות. אין להם משלהם. כל העולם מורכב ממולקולות! נוזל, מוצק, מולקולה - החלקיק הקטן ביותר של חומר. צורה וקבועה.

"3 מצבי חומר" - חומר. הִתגַבְּשׁוּת. קרח. דוגמאות לתהליכים. הִתאַדוּת. מדינות. סידור מולקולות בנוזלים. פתור את התשבץ. הִתְעַבּוּת. אופי תנועה ואינטראקציה של חלקיקים. סידור מולקולות בגזים. עובדות מעניינות. מאפיינים של נוזלים. שאלות לתשבץ. תכונות של גופים מוצקים. שינוי בתכונות הפיזיקליות של חומר.

"שלוש מדינות של חומר" - מוצק. פיזיקה כיתה ז'. מדוע מוצקים שומרים על צורתם? שלושה מצבי חומר. מה גורם לעלייה בטמפרטורה של מוצק? מה ניתן לומר על סידור המולקולות כאשר המים מחוממים לרתיחה? המים התאדו והפכו לאדים. שאלות: האם ניתן למלא כלי פתוח בגז ב-50%?

"תופעות תרמיות דרגה 8" - 2. לא ברור למה...? הירח מאיר, אבל לא מתחמם? האם אתה יודע איך אדם לוקח בחשבון תופעות תרמיות בחיי היומיום? חשבתם על השאלה: למה נוח לגור בבית מודרני? האם אמא צודקת כשהיא קוראת לילד שלה "אתה השמש שלי"? תופעות תרמיות בבית שלך. חם בבגדים שחורים בקיץ?

א.ס. פושקין "יוג'ין אונייגין". בחלון ראתה טטיאנה בבוקר חצר מסוידת, תרנגולות, גגות וגדר, דוגמאות אור על הזכוכית, עצים בכסף חורפי...

שאלה: מה הם מנקודת המבט של הפיזיקה

דוגמאות קלות על זכוכית

תשובה: גבישים של מים קפואים, מצבם המוצק.

. א ברטינסקי "אביב".זרמים רועשים! זרמים נוצצים! לאחר שאג, הנהר נושא על הרכס המנצח את הקרח שהועלה על ידו!

שאלה: במה

מצב הצבירה הוא מים?

תשובה: מים במצב צבירה נוזלי ומוצק.

רד במשקל, נמס, נשים שלג. זה חייב להיות תורם. נחלים מצלצלים - שליחי המעיין. ולהעיר את הקרח. ו' קרמנייב.

• אילו שינויים חלו בטבע?

2. על איזה חומר אנחנו מדברים?

מה קורה למולקולות של חומר כאשר החומר נמצא במצבי צבירה שונים?

• מהי מהירות המולקולות של החומר?
• מה המרחק בין מולקולות?
• מהו סידור המולקולות?

• נוזל

• מוצק

המעבר של חומר ממצב מוצק לנוזל נקרא הַתָכָה

לגוף ניתנת אנרגיה

מתי הגוף יתחיל להמיס?

האם המולקולות של חומר משתנות כאשר הוא נמס?

כיצד משתנה הטמפרטורה של חומר במהלך ההמסה?

המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב מוצק נקרא הִתגַבְּשׁוּת

נוזל נותן אנרגיה

כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של החומר?

כיצד משתנה האנרגיה של מולקולות וסידורן?

מתי הגוף יתחיל להתגבש?

האם המולקולות של חומר משתנות במהלך ההתגבשות?

כיצד משתנה הטמפרטורה של חומר במהלך התגבשות?

הַסָקָה

הִתקָרְרוּת

הכמות הפיזיקלית המראה כמה חום נדרש כדי להמיר 1 ק"ג של חומר גבישי שנלקח בנקודת ההיתוך לנוזל באותה טמפרטורה נקראת חום היתוך ספציפי

יָעוּדִי:

יחידת מידה:

קְלִיטָה ש

בְּחִירָה ש

הִתקַשׁוּת

הַתָכָה

התכה t = התמצקות t

"קורא את התרשים"

תאר את המצב הראשוני של החומר

אילו טרנספורמציות מתרחשות בחומר?

לאילו חלקים של הגרף מתאימים צְמִיחָהטמפרטורת החומר? לְהַקְטִין ?

לאיזה חלק בגרף מתאים צְמִיחָהאנרגיה פנימית של חומר? לְהַקְטִין ?

"קורא את התרשים"

באיזו נקודת זמן התחיל תהליך ההיתוך?

באיזו נקודת זמן החומר התגבש?

מהי נקודת ההתכה של החומר? הִתגַבְּשׁוּת?

כמה זמן זה לקח: חימום גוף מוצק;

התכה של חומר;

קירור נוזלי?

בדוק את עצמך!

1. בעת המסת הגוף...

א) חום יכול להיספג וגם להשתחרר.

ב) חום לא נספג ולא משתחרר.

ג) חום נספג.

ד) משתחרר חום.

2. כאשר נוזל מתגבש...

א) הטמפרטורה יכולה גם לעלות וגם לרדת.

ב) הטמפרטורה לא משתנה.

ג) הטמפרטורה יורדת.

ד) הטמפרטורה עולה.

3. בעת המסת גוף גבישי...

א) הטמפרטורה יורדת.

ב) הטמפרטורה יכולה גם לעלות וגם לרדת.

ג) הטמפרטורה לא משתנה.

ד) הטמפרטורה עולה.

4. במהלך טרנספורמציות מצטברות של חומר, מספר המולקולות של חומר ...

א) לא משתנה.

ב) יכול גם להגדיל וגם להקטין.

ג) יורד.

ד) הולך וגדל.

תשובה: 1-in 2-b 3-in 4-a

שיעורי בית:

• 3. מצב הרוח שלי בשיעור. רע טוב מצוין

המעבר של חומר ממצב נוזלי למצב גזי נקרא הִתאַדוּת

כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של חומר במהלך האידוי?

כיצד משתנה האנרגיה של מולקולות וסידורן?

האם המולקולות של חומר משתנות במהלך האידוי?

כיצד משתנה הטמפרטורה של חומר במהלך האידוי?

המעבר של חומר ממצב גזי למצב נוזלי נקרא הִתְעַבּוּת

כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של חומר במהלך העיבוי?

כיצד משתנה האנרגיה של מולקולות וסידורן?

האם המולקולות של חומר משתנות במהלך העיבוי?

אידוי הוא היווצרות אדים מפני השטח של נוזל.

1. אילו מולקולות יוצאות מהנוזל בזמן האידוי?

2. כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של נוזל במהלך האידוי?

3. באיזו טמפרטורה יכול להתרחש אידוי?

4. כיצד משתנה המסה של נוזל בזמן האידוי?

הסבר מדוע:

האם המים מהצלחת התאדו מהר יותר?

מחוץ לאיזון?

לאחר מספר ימים, רמות הנוזלים השונים השתנו.

להסביר

כיצד יתרחש אידוי אם הרוח נושבת על הנוזל?

מדוע מים מתאדים מהר יותר מצלחת מאשר מקערה?

1. מה נוצר על דפנות הצנצנת אם היא עומדת עם מים זמן רב?

2. מה יש בבועות האלה?

3. פני הבועות הם גם פני הנוזל. מה יקרה למשטח בתוך הבועות?

השוו תהליכים אידוי והרתחה

אידוי

1. באיזה חלק בנוזל מתרחש אידוי?

2. אילו שינויים בטמפרטורת הנוזל מתרחשים במהלך האידוי?

3. כיצד משתנה האנרגיה הפנימית של נוזל במהלך האידוי?

4. מה קובע את מהירות התהליך?

עבודת הגז והקיטור בזמן הרחבה

1. למה מכסה הקומקום קופץ לפעמים כשהמים רותחים בו?

2. כשהאדים דוחפים את מכסה הקומקום, מה זה עושה?

3. אילו טרנספורמציות אנרגטיות מתרחשות כאשר המכסה קופץ?

קרח יבש

כאשר שורפים פחם, אפשר למחצה

צ'יט לא חום, אלא קר. לשם כך שורפים פחם בדוודים, העשן שנוצר מנקים ונלכד בו. פחמן דו חמצני.הוא מקורר ונדחס ללחץ של 7*10 6 Pa. מתברר פחמן דו חמצני נוזלי.הוא מאוחסן בגלילים בעלי דופן עבה.

כאשר הברז נפתח, פחמן דו חמצני נוזלי מתרחב בחדות ומתקרר והופך ל מוצק-

אני נושף פחמן דו חמצני - "קרח יבש".

בהשפעת החום, פתיתי קרח יבש הופכים מיד לגז, עוקפים את המצב הנוזלי.

לא יכול להיות מוצק

בְּ- טמעל 0 0 С.

פיזיקאי אנגלי ברידג'מן

אמר את זה מים בלחץ r ~

2*10 9 אבא נשאר איתןגם כאשר

t \u003d 76 0 C. זהו מה שנקרא "לך-

קרח חם - 5". קח את זה ביד

lzya, על המאפיינים של מגוון זה

sti ice למד בעקיפין.

"קרח חם" צפוף יותר ממים (1050

ק"ג / מ"ר), הוא שוקע במים.

כיום, יותר מ-10 שונים

נופים של קרח עם מדהים