Удельная теплота плавления
Ты уже знаешь, ПРИ КАКОЙ температуре плавится вещество. Но сколько именно энергии для этого нужно? Введём величину по тому же принципу, что удельная теплоёмкость и удельная теплота сгорания топлива.
Определение
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Удельная теплота плавления (обозначается λ, «лямбда») — количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг кристаллического вещества из твёрдого состояния в жидкое ПРИ температуре плавления. Единица измерения — Дж/кг.
Формула количества теплоты при плавлении
ФОРМУЛА
Q = λ · m
где Q — количество теплоты (Дж), λ — удельная теплота плавления (Дж/кг), m — масса вещества (кг). Обрати внимание: здесь нет Δt — ведь температура при плавлении не меняется!
Таблица значений
| Вещество | λ, кДж/кг |
|---|---|
| Лёд | 340 |
| Свинец | 25 |
| Железо | 270 |
Решение задачи
Условие: сколько теплоты нужно, чтобы растопить 2 кг льда, уже находящегося при 0 °C?
Q = 340 000 × 2 = 680 000 Дж = 680 кДж
Важно: в этой задаче лёд УЖЕ имеет температуру плавления — не нужно отдельно считать нагрев, только сам переход в жидкость.
Почему у льда такая большая удельная теплота плавления
Это ещё одно проявление уже знакомой тебе особенности воды — вспомни, что у неё же и удельная теплоёмкость необычно высокая. Большая λ льда означает, что снег и лёд тают довольно «неохотно», поглощая много энергии — это заметно замедляет таяние снега весной, растягивая процесс на недели.
Краткий итог
ГЛАВНОЕ
Удельная теплота плавления λ — теплота на превращение 1 кг вещества из твёрдого в жидкое при температуре плавления, Q = λ·m, без Δt, так как температура не меняется. У льда λ особенно велика.
Вопросы и ответы
Тогда задача решается в два отдельных этапа: сначала считаешь Q₁=c·m·Δt для нагрева льда от −10 °C до 0 °C (используя теплоёмкость льда, отличную от теплоёмкости воды), а затем отдельно Q₂=λ·m для самого плавления при 0 °C. Итоговая теплота — сумма Q₁+Q₂.
Тающий лёд забирает у напитка не только тепло на собственный нагрев, но и огромное дополнительное количество теплоты на само плавление (те самые 340 кДж/кг) — оставаясь при этом на постоянной температуре 0 °C всё время, пока не растает полностью. Это делает лёд намного более «мощным» охладителем, чем такое же количество холодной воды.
Да, конечно — Q=λ·m точно такая же формула вида A=B·C, как и множество других, которые ты уже встречал. Легко получить m=Q/λ или λ=Q/m тем же самым уже знакомым методом преобразования формул.
Оцените урок:


