Specifična toplota fuzije metala

Specifična toplota topljenje

Specifična toplota fuzije
Aluminijum 393 94 Platinum 113 27
Tungsten 184 44 Merkur 12 2,8
Iron 270 64,5 Olovo 24,3 5,8
Zlato 67 16 Srebro 87 21
Magnezijum 370 89 Čelik 84 20
Bakar 213 51 Tantal 174 41
Natrijum 113 27 Cink 112,2 26,8
Tin 59 14 Liveno gvožde 96-140 23-33

Specifična toplota fuzije određenih supstanci (pri normalnom atmosferskom pritisku)

Supstanca

Specifična toplota fuzije

Supstanca

Specifična toplota fuzije
Nitrogen 25,7 6,2 Naftalin 151 36
Vodonik 59 14 Parafin 150 35
Vosak 176 42 Alkohol 105 25
Glicerol 199 47,5 Stearin 201 48
Kiseonik 13,8 3,3 Hlor 188 45
Ice 330 80 Eter 113 27

Promjena zapremine supstanci tokom njihovog topljenja

U tabeli je prikazana zapremina tečnosti V l, nastala pri topljenju čvrstih materija iz razne supstance zapremina 1000 cm 3

Većina tvari u prijelazu iz čvrsto stanje u tečnost povećava njen volumen. Izuzetak su led, bizmut i neke druge supstance.

Specifična toplota isparavanja (vaporizacije) vode na različitim temperaturama
i normalan atmosferski pritisak

Specifična toplota isparavanja

Specifična toplota isparavanja
0 2501 597 80 2308 551
5 2489 594 100 2256 539
10 2477 592 160 2083 497
15 2466 589 200 1941 464
18 2458 587 300 1404 335
20 2453 586 370 438 105
30 2430 580 374 115 27
50 2382 569 374,15* 0 0

* Na temperaturi od 374,15 o C i pritisku od 22,13 Pa (225,64 atm) voda je u kritično stanje. U ovom stanju, tečnost i njen zasićena para imaju ista svojstva - razliku između vode i njene zasićena para nestaje.



Promjena zapremine tečnosti tokom isparavanja i gasova (pare) tokom kondenzacije

U tabeli je prikazan volumen gasa (pare) koji nastaje prilikom isparavanja 1 litre tečnosti uzete na temperaturi od 20 o C i normalno atmosferski pritisak, kao i zapreminu tečnosti koja nastaje pri kondenzaciji 1 m 3 gasa (pare).

Specifična toplota isparavanja tečnosti i rastopljenih metala

(na tački ključanja i normalnom atmosferskom pritisku)

Tečnost

Specifična toplota isparavanja

Tečnost

Specifična toplota isparavanja
tečni azot 201 48 Tečni vodonik 450 108
Aluminijum 9200 2200 Zrak 197 47
Petrol 230-310 55-75 Helijum tečnost 23 5,5
Bizmut 840 200 Iron 6300 1500
Voda (na t=0 o C) 2500 597 Kerozin 209-230 50-55
Voda (na t=20 o C) 2450 586 Tečni kiseonik 214 51
Voda (na t=100 o C) 2260 539 Magnezijum 5440 1300
Voda (na t=370 o C) 440 105 Bakar 4800 1290
Voda (na t=374,15 o C) 0 0 Tin 3010 720
Merkur 293 70
Olovo 860 210
Etanol 906 216
Etil eter 356 85

Specifična toplota isparavanja (vaporizacije) nekih čvrstih materija

Bilješka. Direktan prijelaz tvari iz čvrstog u plinovito stanje, zaobilazeći transformaciju u tekuće stanje, naziva se sublimacija .

Kritični parametri nekih supstanci


termalne pojave

OPCIJA #1

Nivo A

1. Može se izvršiti izmjena topline konvekcijom


  1. u gasovima, tečnostima i čvrste materije

  2. u gasovima i tečnostima

  3. samo u gasovima

  4. samo u tečnostima
2. Prije vrućeg štancanja, mesingani ingot težine 3 kg zagrijan je od 15°C do 75°C. Koliko je toplote primio blanko? Specifična toplota mesing 380 .

1) 47 kJ 2) 68,4 kJ 3) 760 kJ 4) 5700 kJ

3. Ako se pri atmosferskom pritisku od 100 kPa 200 g pare određene tvari kondenzira na 100 °C, tada u okruženje prenosi se količina toplote jednaka 460 kJ. Specifična toplina isparavanja ove tvari je približno jednaka

1) 2,1 10 8 J/kg 2) 2,1 10 7 J/kg 3) 2,3 10 6 J/kg 4) 2,3 10 4 J/kg

4

. Na slici je prikazan grafik zavisnosti temperature naftalena od vremena tokom zagrevanja i hlađenja. U početnom trenutku naftalen je bio u čvrstom stanju. Koji dio grafikona odgovara procesu očvršćavanja naftalena?

5


. Pomoću psihrometrijske tablice odredite razliku u očitanjima suhog i mokrog termometra ako je sobna temperatura 20 °C, i relativna vlažnost vazduh 44%.

1) 7 °S 2) 20 °S 3) 27 °S 4) 13 °S

6. toplotni motor prima 50 J od grijača po ciklusu i obavlja koristan rad jednak 100 J. Šta je termička efikasnost auta?


  1. 200% 3) 50%

  2. 67% 4) Takva mašina je nemoguća

Nivo B

To


do stola

Nivo C

8. Komadići leda koji se topi se bacaju u kalorimetar sa vodom. U nekom trenutku, komadići leda prestaju da se otapaju. Početna masa vode u posudi je 330 g, a na kraju procesa masa vode se povećava za 84 g. početna temperatura voda u kalorimetru? Specifični toplotni kapacitet vode je 4200 J/(kg °C), specifična toplota topljenja leda je 330 kJ/kg.

termalne pojave

^ OPCIJA #2

Nivo A

1. Na Zemlji se kruženje vazdušnih masa odvija u ogromnim razmerama. Kretanje vazdušnih masa povezano je uglavnom sa

1) toplotna provodljivost i zračenje 3) zračenje

2) toplotna provodljivost 4) konvekcija

2. Prije vrućeg štancanja, mesingani ingot težine 2 kg zagrijan je od 150°C do 750°C. Koliko je toplote primio blanko? Specifični toplotni kapacitet mesinga je 380 .


  1. 32 J 2) 456 kJ 3) 1050 kJ 4) 760 kJ
3. Koliko je energije potrebno da se otopi komad gvožđa mase 4 kg, uzet na tački topljenja? Specifična toplota fuzije gvožđa je 27 kJ/kg.

  1. 108 J 2) 108000 J 3) 6,75 kJ 4) 6750 J
4. Na slici je prikazan grafik zavisnosti temperature etra od vremena tokom zagrevanja i hlađenja. U početnom trenutku, etar je bio unutra tečno stanje. Koji dio grafikona odgovara procesu ključanja etra?

  1. 1–2–3

5
. Vlažna termometar psihrometra pokazuje temperaturu od 16°C, a suva 20°C. Odredite pomoću psihrometrijske tabele relativnu vlažnost vazduha.


  1. 100% 3) 66%

  2. 62% 4) 74%
6. Toplotni motor prima 200 J toplote po ciklusu od grijača i daje 150 J hladnjaku. Efikasnost motora je

Nivo B

7. Uspostavite korespondenciju između fizičkih veličina i formula po kojima se te veličine određuju.

To


svaku poziciju prve kolone, odaberite odgovarajuću poziciju druge i zapišite do stola odabrane brojeve ispod odgovarajućih slova.

Nivo C

8. Voda težine 500 g na temperaturi od 95°C ulivena je u termoizolovanu posudu u kojoj se nalazio čvrsti naftalen na temperaturi od 80°C. Nakon uspostavljanja termičke ravnoteže, temperatura vode je bila 80°C, dok je sav naftalen prešao u tečno stanje. Zanemarujući toplinske gubitke, procijenite koliko je grama naftalena bilo u posudi. Specifični toplotni kapacitet vode je 4200 J/(kg °C), specifična toplota fuzije naftalena je 150 kJ/kg, a tačka topljenja naftalena je 80°C.

termalne pojave

^ OPCIJA #3

Nivo A

1. Zbog koje vrste prenosa toplote (uglavnom) se voda u rezervoarima zagreva tokom letnjeg dana?


  1. Konvekcija 3) Zračenje

  2. Toplotna provodljivost 4) Konvekcija i zračenje
2. Metalna šipka težine 400 g zagrijava se od 20°C do 25°C. Odredite specifični toplinski kapacitet metala ako je na zagrijavanje utrošeno 760 J topline.

  1. 0,38 J/kg °C) 3) 380 J/kg °C)

  2. 760 J/kg °C) 4) 2000 J/kg °C)
3. Koliko je toplote potrebno da se 40 g bijelog lijevanog željeza otopi do tačke topljenja? Specifična toplota taljenja belog livenog gvožđa 14 10 4 J/kg

1) 3,5 kJ 2) 5,6 kJ 3) 10 kJ 4) 18 kJ

4. Na slici je prikazan grafik temperature naftalena u zavisnosti od vremena zagrevanja i hlađenja. U početnom trenutku naftalen je bio u čvrstom stanju. Koja od tačaka na grafikonu odgovara početku skrućivanja naftalena?

5
. Relativna vlažnost u prostoriji je 60%. Razlika u očitanjima suhog i mokrog termometra je 4°C. Koristeći psihrometrijsku tablicu, odredite očitavanje po suhoj sijalici.


  1. 18 °S 2) 14 °S 3) 10 °S 4) 6 °S
6. Šta jednak je koeficijentu korisna akcija parna turbina, ako je količina toplote koju primi 1000 MJ, a korisni rad 400 MJ?

Nivo B

7. Uspostavite korespondenciju između fizičkih veličina i formula po kojima se te veličine određuju.

To


svaku poziciju prve kolone, odaberite odgovarajuću poziciju druge i zapišite do stola odabrane brojeve ispod odgovarajućih slova.

Nivo C

1. Komad leda, koji je imao temperaturu od 0 °C, spušten je u čašu kalorimetra sa 177 g vode. Početna temperatura kalorimetra sa vodom je 45°C. Nakon što se sav led otopio, temperatura vode i kalorimetra je postala 5°C. Odredite masu leda. Zanemarite toplinski kapacitet kalorimetra. Specifični toplotni kapacitet vode je 4200 J/(kg °C), specifična toplota topljenja leda je 330 kJ/kg.

termalne pojave

^ OPCIJA #4

Nivo A

1. U metalnoj šipki prijenos topline se uglavnom vrši pomoću

1) zračenje 3) toplotna provodljivost

2) konvekcija 4) zračenje i konvekcija

2. Za zagrijavanje 100 g aluminija sa 120°C na 140°C bilo je potrebno 1800 J topline. Odredite specifični toplinski kapacitet aluminija iz ovih podataka.

1) 0,9 J/kg °C 2) 9 J/kg °C 3) 360 J/kg °C 4) 900 J/kg °C

3. Masa srebra je 10 g. Koliko će se toplote osloboditi prilikom njegove kristalizacije ako je srebro na tački topljenja? Specifična toplota fuzije srebra je 88 kJ/kg.


  1. 880000 J 2) 8,8 kJ 3) 880 J 4) 88 kJ
4. Na slici je prikazan grafik zavisnosti temperature etra od vremena tokom njegovog zagrevanja i hlađenja. U početnom trenutku etar je bio u tečnom stanju. Koja tačka na grafikonu odgovara početku procesa ključanja etra?

5. Koristite psihrometrijsku tablicu da odredite očitavanje mokrog termometra ako je sobna temperatura 16°C i relativna vlažnost 62%.



  1. 20 °C 3) 12 °C

  2. 22 °C 4) 16 °C
6. Radno tijelo toplotne mašine primilo je 70 kJ toplote. Istovremeno, 52,5 kJ toplote je preneseno u frižider. Efikasnost takve mašine

  1. 17,5%

  2. >100%

Nivo B

7. Uspostavite korespondenciju između fizičkih veličina i formula po kojima se te veličine određuju.

To


svaku poziciju prve kolone, odaberite odgovarajuću poziciju druge i zapišite do stola odabrane brojeve ispod odgovarajućih slova.

Nivo C

8. Čvrsti naftalen se nalazi u toplotno izoliranoj posudi na temperaturi od 80°C. U posudu se sipa rastopljeni naftalen mase 600 g, čija je početna temperatura 100°C. Od određenog trenutka, komadići naftalena u posudi prestaju da se tope, a masa tečnog naftalena dostiže 700 g. Na osnovu rezultata ovog eksperimenta odredite specifičnu toplotu tečnog naftalena. Specifična toplota fuzije naftalena je 150 kJ/kg. Tačka topljenja naftalena je 80°C.

O

odgovori:

Kontrola i samostalan rad u fizici. 8. razred: do udžbenika A.V. Peryshkin "Fizika. 8. razred / O.I. Gromcev. -M.: Izdavačka kuća "Ispit", 2010. - 111, str. (Serija "Nastavni i metodički set")

ukupni toplotni kapacitet. Koliki je koeficijent "C": (sp.) specifični toplotni kapacitet NAFTALENA (aromatičnog ugljovodonika). Po čemu se razlikuju ove vrste termofizičkih karakteristika, zašto je nemoguće proći samo s jednim fizičkim parametrom koji opisuje termička svojstva i zašto je bilo potrebno uvesti koeficijent „da bi se umnožavali entiteti, komplicirajući život normalnih ljudi“?

Ne specifičan, već ukupni toplotni kapacitet, u opšteprihvaćenom fizičkog čula, naziva se sposobnost tvari da se zagrijava. Barem nam to kaže bilo koji udžbenik iz termofizike - ovo je klasična definicija toplotnog kapaciteta(tačna formulacija). Zapravo, ovo je zanimljiva fizička karakteristika. Malo nam poznata u svakodnevnom životu "strana medalje". Ispada da kada se toplina dovodi izvana (grijanje, zagrijavanje), ne reagiraju sve tvari jednako na toplinu ( toplotnu energiju) i zagrijati drugačije. Sposobnost NAFTHALINA primaju, primaju, zadržavaju i akumuliraju (akumuliraju) toplotnu energiju naziva se toplotni kapacitet NAFTALINA. I sebe toplotni kapacitet, je fizička karakteristika koja opisuje termofizička svojstva aromatičnog ugljovodonika. Istovremeno, u različitim primijenjenim aspektima, ovisno o konkretnom praktičnom slučaju, jedna stvar se može pokazati važnom za nas. Na primjer: sposobnost supstance da uzme toplo ili sposobnost akumulacije toplotnu energiju ili "talent" da ga zadrži. Međutim, uprkos određenoj razlici, u fizičkom smislu, biće opisana svojstva koja su nam potrebna toplotni kapacitet.

Mala, ali vrlo "gadna zamka" fundamentalne prirode je ta sposobnost zagrijavanja - termalni kapacitet, direktno je vezan ne samo za hemijski sastav, molekularnom strukturom supstance, ali i njenom količinom (težinom, masom, zapreminom). Zbog takve "neprijatne" veze, general toplotni kapacitet postaje previše nezgodna fizička karakteristika supstance. Budući da jedan mjereni parametar istovremeno opisuje "dvije različite stvari". Naime: zaista karakteriše termofizička svojstva NAFTALINA, međutim, "u prolazu" uzima u obzir i njegovu količinu. Formirajući neku vrstu integralne karakteristike, u kojoj se automatski povezuju "visoka" termička fizika i "banalna" količina supstance (u našem slučaju: aromatični ugljovodonik).

Pa, zašto su nam potrebne takve termofizičke karakteristike, u kojima se jasno vidi "neadekvatna psiha"? Sa stanovišta fizike, ukupno toplotni kapacitet(na najnespretniji način), pokušava ne samo da opiše količinu toplotne energije sposobnu da se akumulira u organskom jedinjenju, već i „u prolazu da nas obavesti“ o količini NAFTHALINA. Ispada apsurdno, a ne jasno, razumljivo, stabilno, ispravno termofizičke karakteristike. Umjesto korisne konstante pogodne za praktične termofizički proračuni, dat nam je plivajući parametar, koji je zbir (integral) primljene količine topline NAFTALIN i njegovu masu ili zapreminu.

Hvala, naravno, na ovakvom "entuzijazmu", ali količini NAFTHALINA Mogu se izmjeriti. Dobivši rezultate u mnogo pogodnijem, "ljudskom" obliku. Količina NAFTHALINA Voleo bih da ne "izvlačim" matematičke metode i proračuni koristeći složenu formulu iz općeg toplotni kapacitet, na različitim temperaturama, ali saznajte težinu (masu) u gramima (g, g), kilogramima (kg), tonama (tonama), kockama (kubnim metrima, kubnim metrima, m3), litrima (l) ili mililitrima (ml ). Štaviše, pametni ljudi su odavno smislili mjerne instrumente koji su sasvim prikladni za ove svrhe. Na primjer: vage ili drugi uređaji.

Posebno "iritirajuća lebdeća priroda" parametra: general toplotni kapacitet NAFTALENA. Njegovo nestabilno, promenljivo "raspoloženje". Prilikom promjene "veličine serviranja ili doze", toplotni kapacitet NAFTALENA na različitim temperaturama mijenja se odmah. Više količina, fizička količina, apsolutna vrijednost toplotni kapacitet- povećava. Manja količina, vrijednost termalni kapacitet smanjuje. "Sramota" neki ispada! Drugim riječima, ono što „imamo“ nikako se ne može smatrati stalnim opisivanjem termofizičke karakteristike NAFTALENA na različitim temperaturama. I poželjno je da "imamo" razumljivo, konstantni faktor, referentni parametar koji karakterizira termička svojstva organsko jedinjenje, bez "referenci" na količinu aromatičnog ugljovodonika (težina, masa, zapremina). sta da radim?

Tu nam u pomoć dolazi vrlo jednostavna, ali "veoma naučna" metoda. To se svodi ne samo na sudskog izvršitelja "ud. - specifičan", prije fizička količina, već do elegantnog rješenja koje uključuje isključenje količine materije iz razmatranja. Naravno, "neudobni, suvišni" parametri: masa ili zapremina NAFTHALINA apsolutno nemoguće isključiti. Barem iz razloga što ako nema količine, onda neće biti ni samog „predmeta rasprave“. A suština bi trebala biti. Stoga biramo neki uslovni standard mase ili zapremine, koji se može smatrati jedinicom pogodnom za određivanje vrijednosti koeficijenta "C" koji nam je potreban. Za težina NAFTALENA, ispostavilo se da je takva jedinica mase, prikladna za praktičnu upotrebu, 1 kilogram (kg).

Sada mi zagrijemo jedan kilogram NAFTALENA za 1 stepen, a količinu toplote (toplotne energije), potrebno nam je da zagrijemo organsko jedinjenje za jedan stepen - to je naš ispravan fizički parametar, koeficijent "C", pa, sasvim potpuno i jasno opisuje jednu od termofizička svojstva NAFTALENA na različitim temperaturama. Napominjemo da se sada bavimo opisom karakteristike fizička svojina supstance, ali ne pokušavajući da nas „dodatno informiše“ o njenoj količini. Udoban? Nema riječi. To je sasvim druga stvar. Inače, sada ne govorimo o generalu termalni kapacitet. Sve se promijenilo. OVO JE SPECIFIČNI TOPLOTNI KAPACITET NAFTALENA, koji se ponekad naziva i drugim imenom. Kako? Just MASSIVE TOPLOTNI KAPACITET NAFTALENA. Specifičnost (ud.) i masa (m.) - u ovom slučaju: sinonimi, ovdje znače onaj koji nam treba koeficijent "C".

Tabela 1. Koeficijent: specifični toplotni kapacitet NAFTHALENA (sp.). Maseni termalni kapacitet NAFTALINA. Referentni podaci.

Da bi se bilo koja tvar u čvrstom stanju otopila, potrebno je zagrijati.

Eksperimenti pokazuju da različite tvari iste mase zahtijevaju različite količine topline da bi se potpuno otopile.

Odnosno, postoji određena vrijednost od koje zavisi koliko topline neka supstanca treba apsorbirati da bi se otopila. I ova vrijednost je različita za različite tvari. Ova vrijednost u fizici se naziva specifičnom toplinom fuzije tvari. Specifična toplota fuzije pokazuje koliko je toplote potrebno da se 1 kg supstance potpuno prevede iz čvrstog stanja u tečno, uzeto na tački taljenja.Specifična toplota fuzije se označava grčkim slovom λ (lambda), a jedinica je 1 J/kg.

Formula specifične toplote fuzije


Specifična toplota fuzije se nalazi po formuli:

λ = Q/m,

gdje je Q količina topline potrebna da se otopi tijelo mase m.

Količina topline potrebna za otapanje tvari jednaka je proizvodu specifične topline fuzije pomnoženoj s masom tvari.

Q = λ*m,

Opet, iz eksperimenata je poznato da, tokom skrućivanja, supstance emituju istu količinu toplote koju je trebalo potrošiti na njihovo topljenje. Molekuli, gubeći energiju, formiraju kristale, nesposobni da se odupru privlačenju drugih molekula. I opet, temperatura tijela se neće smanjivati ​​sve do trenutka kada se cijelo tijelo očvrsne, i dok se ne oslobodi sva energija koja je utrošena na njegovo topljenje. Odnosno, specifična toplota fuzije pokazuje koliko energije treba utrošiti da bi se rastopilo tijelo mase m i koliko će se energije osloboditi tokom skrućivanja ovog tijela.

Količina topline potrebna za kristalizaciju tvari jednaka je proizvodu specifične topline fuzije pomnoženoj s masom tvari.

Q = λ*m

Kada se tijelo kristalizira Q piše se sa znakom "-", jer se toplota oslobađa.