Změny skupenství Tání a tuhnutí Molekulová fyzika Změny skupenství Tání a tuhnutí

Změny skupenství

Tání – pevné na kapalné Liší se podle toho, zda jsou látky krystalické či amorfní Některé látky se neumí přeměnit do kapalného skupenství – dřevo, mramor…

Tání krystalických látek Zahříváme-li krystalické látky, po dosažení teploty tání tt se pevná látka přeměňuje v kapalinu téže teploty, látka taje, teplota se nemění, dokud vše neroztaje tt závisí na tlaku zavádíme normální tt při pn Různé látky mají různé teploty tání Slitiny kovů tají při nižší teplotě, než je průměr teplot, při nichž tají jednotlivé složky slitiny Příměsi ovlivňují teplotu tání (u ledu se příměsemi snižuje – se solí až na -15 °C)

Teploty tání

Tání amorfních látek Měknou, až se přemění v kapalinu Často jsou to mnohosložkové organické látky (vosk, asfalt…) – jednotlivé složky tají při různých teplotách Nemají tt

Skupenské teplo tání 6 Teplo, které přijme pevné těleso již zahřáté na teplotu tání, aby se změnilo na kapalinu téže teploty, se nazývá skupenské teplo tání Lt Měrné skupenské teplo tání lt = Lt/m Pro led 334 000 J/kg to zajišťuje velkou setrvačnost sněhové pokrývky 02/2018 – sever Grónska nad 0 °C, Evropa mrzne Co si o tom myslíte? https://zpravy.aktualne.cz/zahranici/na-arktide-je-teplo-jako-v-lete-pokousime-rozzlobene-zvire-j/r~6a630d261c5d11e88560ac1f6b220ee8/

Měrná skupenská tepla Teplota tání Měrné skupenské teplo tání Tt(K) lt(kJ . kg-1) helium 1,15* 5,2 vodík 14,0 58,2 dusík 63,32 25,5 etylalkohol 158,65 108 rtuť 234,288 11,8 voda 273,15 333,7 cín 505 15,8 zinek 692,73 102 stříbro 1 235,08 111 zlato 1 337,58 64

181/4 – sestrojte graf Tání krystalické látky Tání amorfní látky

Urči množství tepla Do ešusu nabereš 1,25 kg sněhu o teplotě – 10°C. Kolik tepla (energie) mu musíš dodat, aby se změnil ve vodu o teplotě 60 °C, ze které uděláš zelený čaj k zahřátí?

Při tání Q EP Přijímá-li krystalická látka teplo, roste kin. energie kmitání Při samotném tání se však už jen zvětšuje vzdálenost molekul. Tím i jejich potenciální energie, až částice opustí své rovnovážné polohy. Mřížka se rozpadne Tedy při teplotě tání má kapalina i pevná látka stejnou kinetickou energii, ale rozdílnou potenciální → kapalná má větší vnitřní než pevná

Tuhnutí Teploty tuhnutí tt je pro čisté látky stejná jak pro tání, skupenské (měrné) teplo tuhnutí je rovno teplu tání, značíme Lt (lt) Při poklesu teploty na teplotu tuhnutí začnou v různých místech vznikat krystalizační jádra, na které se nabaluje rostoucí krystal vzniká polykrystal (zrna) Při pomalém řízeném tuhnutí z jednoho zárodku vzniká monokrystal – výroba čistého křemíku https://www.youtube.com/watch?v=2qLI-NYdLy8 https://www.youtube.com/watch?v=jh2z-g7GJxE&t=20s

Přechlazená kapalina Přechlazená (podchlazená) kapalina – kapalina mající nižší teplotu než je teplota tuhnutí Vzniká při pomalém klidném chlazení kapaliny bez příměsí https://www.youtube.com/watch?v=SxSsp39QpBY https://www.youtube.com/watch?v=ixvH9E2Qbi4

Změna objemu těles při tání a tuhnutí Většina látek při tuhnutí svůj objem zmenšuje Některá však jej zvětšují – voda (9%), germanium, bismut… Krystalová mřížka ledu je prostoupena prostornými kanály (způsobeno vodíkovými můstky). Ty se naprosto zbortí až při 4°C. Důsledky - praskání skal ledem, voda zamrzá od hladiny, praskání zdiva, trubek… 

Mrazové sruby v ČR

Mrazové sruby v Monument valley

Závislost teploty tání na vnějším tlaku Látky, u kterých je tání doprovázeno zvýšením objemu Při zvýšení tlaku roste teplota tání Látky, u kterých je tání doprovázeno snížením objemu Při zvýšení tlaku klesá teplota tání u ledu tzv. regelace ledu (znovuzamrzání) pokus s drátem prořezávajícím led bruslení se tím někdy vysvětluje, ale spíše vzniká tenka vrstvička kapaliny v důsledku tření

Příklady Vodě o hmotnosti 15 kg a teplotě 75 °C byla chladícím zařízením odebrána energie 10 380 kJ. Určete výslednou teplotu tělesa a jeho skupenství 89/156, 157, 161 DÚ 90/160 http://reseneulohy.cz/505/voda-v-chladicim-zarizeni