Molekulov fyzika Zmny skupenstv Tn a tuhnut Zmny

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 • 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-zvirej/r~6 a 630 d 261 c 5 d 11 e 88560 ac 1 f 6 b 220 ee 8/

Měrná skupenská tepla Teplota tání helium vodík dusík etylalkohol rtuť voda cín zinek stříbro zlato Tt(K) 1, 15* 14, 0 63, 32 158, 65 234, 288 273, 15 505 692, 73 1 235, 08 1 337, 58 Měrné skupenské teplo tání lt(k. J. kg-1) 5, 2 58, 2 25, 5 108 11, 8 333, 7 15, 8 102 111 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=2 q. LI-NYd. Ly 8 • https: //www. youtube. com/watch? v=jh 2 z-g 7 GJx. E&t=20 s

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=Sx. Ssp 39 Qp. BY https: //www. youtube. com/watch? v=ixv. H 9 E 2 Qbi 4

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 k. J. Určete výslednou teplotu tělesa a jeho skupenství • 89/156, 157, 161 DÚ 90/160 • http: //reseneulohy. cz/505/voda-v-chladicim-zarizeni