Metallerin füzyonunun özgül ısısı

Özısı erime

Özgül füzyon ısısı
Alüminyum 393 94 Platin 113 27
Tungsten 184 44 Merkür 12 2,8
Ütü 270 64,5 Öncülük etmek 24,3 5,8
Altın 67 16 Gümüş 87 21
Magnezyum 370 89 Çelik 84 20
Bakır 213 51 Tantal 174 41
Sodyum 113 27 Çinko 112,2 26,8
Teneke 59 14 dökme demir 96-140 23-33

Belirli maddelerin özgül füzyon ısısı (normal atmosfer basıncında)

Madde

Özgül füzyon ısısı

Madde

Özgül füzyon ısısı
Azot 25,7 6,2 Naftalin 151 36
Hidrojen 59 14 Parafin 150 35
Balmumu 176 42 Alkol 105 25
gliserol 199 47,5 Stearin 201 48
Oksijen 13,8 3,3 Klor 188 45
buz 330 80 Eter 113 27

Erime sırasında maddelerin hacimlerinde değişiklik

Tablo, katıların eritilmesi sırasında oluşan sıvı Vl'nin hacmini göstermektedir. çeşitli maddeler hacim 1000 cm3

Geçişteki çoğu madde katı hal sıvıya dönüşerek hacmi artar. İstisnalar buz, bizmut ve diğer bazı maddelerdir.

Farklı sıcaklıklarda suyun özgül buharlaşma (buharlaşma) ısısı
ve normal atmosfer basıncı

Özgül buharlaşma ısısı

Özgül buharlaşma ısısı
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

* 374.15 o C sıcaklıkta ve 22.13 Pa (225.64 atm) basınçta su kritik durum. Bu durumda sıvı ve doymuş buhar aynı özelliklere sahip - su ve onun arasındaki fark doymuş buhar kaybolur.



Buharlaşma sırasında sıvıların ve yoğunlaşma sırasında gazların (buharların) hacmindeki değişiklik

Tablo, 20 o C sıcaklıkta ve normal sıcaklıkta alınan 1 litre sıvının buharlaşması sırasında oluşan gazın (buhar) hacmini göstermektedir. atmosferik basınç 1 m3 gazın (buhar) yoğunlaşması sırasında oluşan sıvı hacminin yanı sıra.

Sıvıların ve erimiş metallerin özgül buharlaşma ısısı

(kaynama noktasında ve normal atmosfer basıncında)

Sıvı

Özgül buharlaşma ısısı

Sıvı

Özgül buharlaşma ısısı
sıvı nitrojen 201 48 sıvı hidrojen 450 108
Alüminyum 9200 2200 Hava 197 47
Benzin 230-310 55-75 helyum sıvısı 23 5,5
Bizmut 840 200 Ütü 6300 1500
Su (t=0 o C'de) 2500 597 Gazyağı 209-230 50-55
Su (t=20 o C'de) 2450 586 Sıvı oksijen 214 51
Su (t=100 o C'de) 2260 539 Magnezyum 5440 1300
Su (t=370 o C'de) 440 105 Bakır 4800 1290
Su (t=374,15 o C'de) 0 0 Teneke 3010 720
Merkür 293 70
Öncülük etmek 860 210
etanol 906 216
etil eter 356 85

Bazı katıların özgül buharlaşma ısısı (buharlaşma)

Not. Bir maddenin katı halden gaz haline doğrudan geçişine, sıvı hale dönüşümünü atlayarak denir. süblimasyon .

Bazı maddelerin kritik parametreleri


termal olaylar

SEÇENEK 1

A Seviyesi

1. Konveksiyonla ısı değişimi yapılabilir


  1. gazlarda, sıvılarda ve katılar

  2. gazlarda ve sıvılarda

  3. sadece gazlarda

  4. sadece sıvılarda
2. Sıcak damgalamadan önce, 3 kg ağırlığındaki bir pirinç külçe 15°C'den 75°C'ye ısıtıldı. Boşluk ne kadar ısı aldı? Özısı pirinç 380 .

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

3. 100 kPa'lık bir atmosfer basıncında, belirli bir maddenin 200 g buharı 100 ° C'de yoğunlaşırsa, o zaman çevre 460 kJ'ye eşit ısı miktarı aktarılır. Bu maddenin özgül buharlaşma ısısı yaklaşık olarak eşittir.

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

. Şekil, ısıtma ve soğutma sırasında naftalinin sıcaklığının zamana bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. İlk anda, naftalin katı haldeydi. Grafiğin hangi bölümü naftalinin katılaşması sürecine karşılık gelir?

5


. Psikrometrik tabloyu kullanarak, oda sıcaklığı 20 °C ise kuru ve yaş termometre okumalarındaki farkı belirleyin ve bağıl nem hava %44.

1) 7 °С 2) 20 °С 3) 27 °С 4) 13 °С

6. ısıtma motoruçevrim başına ısıtıcıdan 50 J alır ve 100 J'ye eşit faydalı iş yapar. ısıl verim arabalar?


  1. 200% 3) 50%

  2. 67% 4) Böyle bir makine imkansız

B Düzeyi

İle


masaya

Seviye C

8. Eriyen buz parçaları su ile birlikte kalorimetreye atılır. Bir noktada buz parçalarının erimesi durur. Kaptaki ilk su kütlesi 330 g'dır ve işlemin sonunda suyun kütlesi 84 g artar. başlangıç ​​sıcaklığı kalorimetrede su var mı? Suyun özgül ısı kapasitesi 4200 J/(kg °C), buzun erimesinin özgül ısısı 330 kJ/kg'dır.

termal olaylar

^ SEÇENEK #2

A Seviyesi

1. Dünya'da hava kütlelerinin döngüsü büyük ölçekte gerçekleştirilir. Hava kütlelerinin hareketi esas olarak aşağıdakilerle ilişkilidir:

1) termal iletkenlik ve radyasyon 3) radyasyon

2) termal iletkenlik 4) konveksiyon

2. Sıcak damgalamadan önce, 2 kg ağırlığındaki bir pirinç külçe 150°C'den 750°C'ye ısıtıldı. Boşluk ne kadar ısı aldı? Pirincin özgül ısı kapasitesi 380'dir.


  1. 32 J 2) 456 kJ 3) 1050 kJ 4) 760 kJ
3. Erime noktasında alınan 4 kg ağırlığındaki bir demir parçasını eritmek için ne kadar enerji gerekir? Demirin özgül füzyon ısısı 27 kJ/kg'dır.

  1. 108 J 2) 108000 J 3) 6,75 kJ 4) 6750 J
4. Şekil, ısıtma ve soğutma sırasında eter sıcaklığının zamana bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. İlk anda, eter içerideydi sıvı hal. Grafiğin hangi bölümü kaynayan eter sürecine karşılık gelir?

  1. 1–2–3

5
. Psikrometrenin yaş termometresi 16°C ve kuru termometre 20°C'lik bir sıcaklık gösterir. Psikrometrik tabloyu kullanarak havanın bağıl nemini belirleyin.


  1. 100% 3) 66%

  2. 62% 4) 74%
6. Isı motoru, ısıtıcıdan çevrim başına 200 J ısı alır ve buzdolabına 150 J verir.

B Düzeyi

7. Fiziksel nicelikler ile bu niceliklerin belirlendiği formüller arasında bir ilişki kurun.

İle


ilk sütunun her konumu, ikincinin karşılık gelen konumunu seçin ve not edin masaya karşılık gelen harfler altında seçilen sayılar.

Seviye C

8. 95°C sıcaklıkta 500 g ağırlığındaki su, 80°C sıcaklıkta katı naftalinin bulunduğu, ısı yalıtımlı bir kaba döküldü. Termal dengenin kurulmasından sonra, tüm naftalin sıvı hale geçerken su sıcaklığı 80°C oldu. Isı kayıplarını ihmal ederek, kapta kaç gram naftalin olduğunu tahmin edin. Suyun özgül ısı kapasitesi 4200 J/(kg °C), naftalinin özgül füzyon ısısı 150 kJ/kg ve naftalinin erime noktası 80°C'dir.

termal olaylar

^ SEÇENEK #3

A Seviyesi

1. Rezervuarlardaki su ne tür bir ısı transferi (esas olarak) nedeniyle bir yaz gününde ısınır?


  1. Konveksiyon 3) Radyasyon

  2. Termal iletkenlik 4) Konveksiyon ve radyasyon
2. 400 g ağırlığındaki bir metal çubuk 20°C'den 25°C'ye ısıtılıyor. Isıtma için 760 J ısı harcandıysa, metalin özgül ısı kapasitesini belirleyin.

  1. 0,38 J/kg °C) 3) 380 J/kg °C)

  2. 760 J/kg °C) 4) 2000 J/kg °C)
3. Erime noktasına kadar ısıtılmış 40 g beyaz dökme demiri eritmek için ne kadar ısı gereklidir? Beyaz dökme demirin özgül ergime ısısı 14 10 4 J/kg

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

4. Şekil, ısıtma ve soğutma sırasında zamana karşı naftalinin sıcaklığının bir grafiğini göstermektedir. Zamanın ilk anında, naftalin katı haldeydi. Grafik noktalarından hangisi naftalin katılaşmasının başlangıcına karşılık gelir?

5
. Odadaki bağıl nem %60'tır. Kuru ve ıslak termometre okumalarındaki fark 4°C'dir. Psikrometrik tabloyu kullanarak kuru termometre okumasını belirleyin.


  1. 18 °С 2) 14 °С 3) 10 °С 4) 6 °С
6. Ne katsayısına eşittir faydalı eylem buhar türbini, aldığı ısı miktarı 1000 MJ ise ve faydalı iş 400 MJ ise?

B Düzeyi

7. Fiziksel nicelikler ile bu niceliklerin belirlendiği formüller arasında bir ilişki kurun.

İle


ilk sütunun her konumu, ikincinin karşılık gelen konumunu seçin ve not edin masaya karşılık gelen harfler altında seçilen sayılar.

Seviye C

1. Sıcaklığı 0 °C olan bir buz parçası, 177 g su içeren bir kalorimetre beherine indirildi. Kalorimetrenin su ile ilk sıcaklığı 45°C'dir. Bütün buzlar eridikten sonra suyun ve kalorimetrenin sıcaklığı 5°C oldu. Buz kütlesini belirleyin. Kalorimetrenin ısı kapasitesini dikkate almayınız. Suyun özgül ısı kapasitesi 4200 J/(kg °C), buzun erimesinin özgül ısısı 330 kJ/kg'dır.

termal olaylar

^ SEÇENEK #4

A Seviyesi

1. Metal bir çubukta ısı transferi esas olarak şu şekilde gerçekleştirilir:

1) radyasyon 3) termal iletkenlik

2) konveksiyon 4) radyasyon ve konveksiyon

2. 100 g alüminyumu 120°C'den 140°C'ye ısıtmak için 1800 J ısı gerekti. Bu verilerden alüminyumun özgül ısı kapasitesini belirleyin.

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

3. Gümüşün kütlesi 10 gr. Gümüş erime noktasında ise kristalleşmesi sırasında ne kadar ısı açığa çıkar? Gümüşün özgül füzyon ısısı 88 kJ/kg'dır.


  1. 880000 J 2) 8,8 kJ 3) 880 J 4) 88 kJ
4. Şekil, ısıtma ve soğutma sırasında eter sıcaklığının zamana bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. İlk anda, eter sıvı haldeydi. Grafikteki hangi nokta eter kaynatma işleminin başlangıcına karşılık gelir?

5. Oda sıcaklığı 16°C ve bağıl nem %62 ise yaş termometre okumasını belirlemek için psikrometrik tabloyu kullanın.



  1. 20 °C 3) 12 °C

  2. 22 °C 4) 16 °C
6. Isı motorunun çalışma gövdesi 70 kJ ısı aldı. Aynı zamanda 52,5 kJ ısı buzdolabına aktarılmıştır. Böyle bir makinenin verimliliği

  1. 17,5%

  2. >100%

B Düzeyi

7. Fiziksel nicelikler ile bu niceliklerin belirlendiği formüller arasında bir ilişki kurun.

İle


ilk sütunun her konumu, ikincinin karşılık gelen konumunu seçin ve not edin masaya karşılık gelen harfler altında seçilen sayılar.

Seviye C

8. Katı naftalin, 80°C sıcaklıkta ısı yalıtımlı bir kap içindedir. 600 g ağırlığındaki erimiş naftalin, başlangıç ​​sıcaklığı 100°C olan kaba dökülür. Belirli bir noktadan sonra, kaptaki naftalin parçalarının erimesi durur ve sıvı naftalinin kütlesi 700 g'a ulaşır.Bu deneyin sonuçlarına göre sıvı naftalinin özgül ısısını belirleyin. Naftalinin özgül füzyon ısısı 150 kJ/kg'dır. Naftalinin erime noktası 80°C'dir.

Ö

Yanıtlar:

Kontrol ve bağımsız iş fizikte. 8. sınıf: A.V.'nin ders kitabına Peryshkin "Fizik. 8. Sınıf / O.I. Gromtsev. -M.: Yayınevi "Sınav", 2010. - 111, s. ("Eğitimsel ve metodik set" dizisi)

toplam termal kapasite. "C" katsayısı nedir: (sp.) NAFTALEN'in (aromatik hidrokarbon) özgül ısı kapasitesi. Bu tür termofiziksel özellikler nasıl farklıdır, termal özellikleri tanımlayan tek bir fiziksel parametreyle başa çıkmak neden imkansızdır ve "varlıkları çoğaltmak, normal insanlar için hayatı zorlaştırmak" katsayısını eklemek neden gerekliydi?

Spesifik değil, genel olarak kabul edilen toplam termal kapasite fiziksel duyu, bir maddenin ısınma yeteneği olarak adlandırılır. En azından termal fizikle ilgili herhangi bir ders kitabı bize bunu söylüyor - bu ısı kapasitesinin klasik tanımıdır(doğru ifade). Aslında, bu ilginç bir fiziksel özelliktir. Günlük yaşamda bize az bilinen "madalyonun yüzü". Dışarıdan ısı verildiğinde (ısıtma, ısınma), tüm maddelerin ısıya eşit tepki vermediği ortaya çıktı ( Termal enerji) ve farklı şekilde ısıtın. Kabiliyet naftalin termal enerjiyi almak, almak, tutmak ve biriktirmek (biriktirmek) NAFTALİN'in ısı kapasitesi denir. ve kendisi ısı kapasitesi, aromatik bir hidrokarbonun termofiziksel özelliklerini tanımlayan fiziksel bir özelliktir. Aynı zamanda, uygulanan farklı yönlerde, belirli bir pratik duruma bağlı olarak, bizim için bir şey önemli olabilir. Örneğin: bir maddenin alma yeteneği ılık veya biriktirme yeteneği Termal enerji ya da onu korumak için "yetenek". Ancak bazı farklılıklara rağmen, fiziksel anlamda ihtiyacımız olan özellikler anlatılacaktır. ısı kapasitesi.

Temel bir doğanın küçük ama çok "kötü bir engeli", ısınma yeteneğinin - termal kapasite ile doğrudan ilgili değildir. kimyasal bileşim, bir maddenin moleküler yapısı, aynı zamanda miktarı (ağırlık, kütle, hacim) ile. Böyle "hoş olmayan" bir bağlantı nedeniyle, genel ısı kapasitesi maddenin çok uygunsuz fiziksel özelliği haline gelir. Çünkü ölçülen bir parametre aynı anda "iki farklı şeyi" tanımlar. Yani: gerçekten karakterize ediyor NAFTALİN'in termofiziksel özellikleri, ancak "geçerken" miktarını da hesaba katar. "Yüksek" termal fiziğin ve "sıradan" miktarda maddenin (bizim durumumuzda: aromatik hidrokarbon) otomatik olarak bağlandığı bir tür ayrılmaz özellik oluşturmak.

Peki, neden "yetersiz ruhun" açıkça izlendiği bu tür termofiziksel özelliklere ihtiyacımız var? Fizik açısından bakıldığında, toplam ısı kapasitesi(en beceriksizce), yalnızca organik bir bileşikte birikebilen termal enerji miktarını tanımlamaya çalışmakla kalmaz, aynı zamanda miktarı hakkında "bizi bilgilendirmek için" de çalışır. naftalin. Saçmalık ortaya çıkıyor ve net, anlaşılır, istikrarlı, doğru değil termofiziksel karakteristik. Pratik için uygun kullanışlı bir sabit yerine termofiziksel hesaplamalar, alınan ısı miktarının toplamı (integral) olan değişken bir parametre verilir. NAFTALİN ve kütlesi veya hacmi.

Tabii ki, böyle bir "coşku" için teşekkür ederim, ancak miktar naftalin Kendimi ölçebilirim. Sonuçları çok daha uygun, "insan" biçiminde almış olmak. Miktar naftalin"çıkarmak" istemiyorum matematiksel yöntemler ve genel karmaşık bir formül kullanarak hesaplamalar ısı kapasitesi, farklı sıcaklıklarda, ancak gram (g, g), kilogram (kg), ton (ton), küp (metreküp, metreküp, m3), litre (l) veya mililitre (ml) cinsinden ağırlığı (kütle) öğrenin. ). Üstelik akıllı insanlar uzun zamandır bu amaçlara oldukça uygun ölçü aletleri bulmuşlardır. Örneğin: teraziler veya diğer cihazlar.

Özellikle parametrenin "sinir bozucu yüzen doğası": genel NAFTALEN'in ısı kapasitesi. Kararsız, değişken "ruh hali". "Servis büyüklüğü veya dozu" değiştirilirken, NAFTALEN'in farklı sıcaklıklardaki ısı kapasitesi hemen değişir. Daha fazla miktar, fiziksel miktar, mutlak değer ısı kapasitesi- artışlar. Daha az miktar, değer termal kapasite azalır. "Rezalet" bazıları çıkıyor! Başka bir deyişle, "sahip olduğumuz" hiçbir şekilde sabit bir betimleme olarak kabul edilemez. NAFTALEN'in farklı sıcaklıklarda termofiziksel özellikleri. Ve bizim için anlaşılır bir "sahip olmamız" arzu edilir, sabit faktör, karakterize eden bir referans parametresi termal özellikler aromatik hidrokarbon miktarına (ağırlık, kütle, hacim) "referans" içermeyen organik bileşik. Ne yapalım?

İşte bu noktada çok basit ama "çok bilimsel" bir yöntem imdadımıza yetişiyor. Sadece icra memuruna değil "ud. - özel", önceki fiziksel miktar, ancak madde miktarının dikkate alınmamasını içeren zarif bir çözüme. Doğal olarak, "rahatsız edici, gereksiz" parametreler: kütle veya hacim naftalin dışlamak kesinlikle imkansız. En azından nicelik yoksa, o zaman "tartışma konusu"nun kendisi de olmayacağı için. Ve madde olmalıdır. Bu nedenle, ihtiyacımız olan "C" katsayısının değerini belirlemek için uygun bir birim olarak kabul edilebilecek bazı koşullu kütle veya hacim standardı seçiyoruz. İçin NAFTALİN ağırlığı, pratik kullanımda uygun olan böyle bir kütle birimi 1 kilogram (kg) olarak ortaya çıktı.

Şimdi biz bir kilogram NAFTALEN'i 1 derece ısıtıyoruz ve ısı miktarı (termal enerji), organik bileşiği bir derece ısıtmak için ihtiyacımız var - bu bizim doğru fiziksel parametremiz, "C" katsayısı, iyi, oldukça tam ve açık bir şekilde birini tanımlayan NAFTALEN'in farklı sıcaklıklarda termofiziksel özellikleri. Lütfen şu anda açıklayan bir karakteristik ile uğraştığımızı unutmayın. fiziksel özellik ama miktarı hakkında "ek olarak bizi bilgilendirmeye" çalışmıyor. Rahat? Hiç bir kelime yok. Bu tamamen farklı bir konu. Bu arada, şimdi genel hakkında konuşmuyoruz. termal kapasite. Her şey değişti. BU, NAFTALENİN ÖZEL ISI KAPASİTESİDİR, bazen başka bir adla anılır. Nasıl? sadece MUHTEŞEM NAFTALİN ISI KAPASİTESİ. Spesifik (ud.) Ve kütle (m.) - bu durumda: eş anlamlılar, burada ihtiyacımız olanı kastediyorlar "C" katsayısı.

Tablo 1. Katsayı: NAFTHALEN'in (sp.) özgül ısı kapasitesi. NAFTALİN'in kütle termal kapasitesi. Referans verisi.

Katı haldeki herhangi bir maddeyi eritmek için onu ısıtmak gerekir.

Deneyler, aynı kütleye sahip farklı maddelerin, onu tamamen eritmek için farklı miktarlarda ısı gerektirdiğini göstermektedir.

Yani, bir maddenin erimesi için ne kadar ısı emmesi gerektiğine bağlı olan belirli bir değer vardır. Ve bu değer farklı maddeler için farklıdır. Fizikte bu değere bir maddenin öz füzyon ısısı denir. Özgül füzyon ısısı, erime noktasında alınan 1 kg'lık bir maddeyi katı halden sıvıya tamamen dönüştürmek için ne kadar ısı gerektiğini gösterir. birim 1 J / kg'dır.

Füzyon formülünün özgül ısısı


Özgül füzyon ısısı aşağıdaki formülle bulunur:

λ = Q/m,

Burada Q, m kütleli bir cismi eritmek için gereken ısı miktarıdır.

Bir maddeyi eritmek için gerekli olan ısı miktarı, maddenin öz ısısı ile maddenin kütlesinin çarpımına eşittir.

Q = λ*m,

Yine deneylerden bilinmektedir ki, katılaşma sırasında maddelerin erimesi için harcanması gereken aynı miktarda ısı yayar. Moleküller, enerji kaybederek kristaller oluşturur, diğer moleküllerin çekiciliğine direnemezler. Ve yine, vücudun sıcaklığı, tüm vücut katılaştığı ana ve erimesi için harcanan tüm enerji serbest bırakılıncaya kadar düşmeyecektir. Yani füzyonun özgül ısısı, m kütleli bir cismi eritmek için ne kadar enerji gerektiğini ve bu cismin katılaşması sırasında ne kadar enerji açığa çıktığını gösterir.

Bir maddenin kristalleşmesi için gerekli olan ısı miktarı, maddenin öz ısısı ile maddenin kütlesinin çarpımına eşittir.

Q = λ*m

Vücut kristalleştiğinde Q ısı açığa çıktığı için "-" işaretiyle yazılır.