Графики плавления и отвердевания
Ты уже разбирал общий навык чтения графиков и упоминал график нагревания как пример «плато». Теперь посмотрим на полный график плавления и отвердевания и научимся читать каждый его участок.
График нагревания твёрдого тела до жидкого состояния
Представь, что кусок льда при −20 °C нагревают равномерно до тех пор, пока он не станет водой при 20 °C. График температуры от времени состоит из трёх характерных участков:
| Участок графика | Что происходит |
|---|---|
| Наклонный (от −20 °C до 0 °C) | нагрев льда, Q=cльда·m·Δt |
| Горизонтальный (плато при 0 °C) | плавление льда, Q=λ·m |
| Наклонный (от 0 °C до 20 °C) | нагрев уже образовавшейся воды, Q=cводы·m·Δt |
Почему температура «застывает» на горизонтальном участке
Это прямое следствие того, что ты уже знаешь: во время плавления ВСЯ подводимая энергия идёт на разрушение кристаллической решётки (изменение потенциальной энергии частиц), а не на ускорение их движения — поэтому температура не растёт, пока не растает весь лёд целиком.
График охлаждения — зеркальное отражение
При охлаждении воды обратно до льда получается точно такой же график, только «прочитанный» справа налево: наклонный участок остывания воды, горизонтальное плато кристаллизации при 0 °C, наклонный участок охлаждения уже образовавшегося льда.
Краткий итог
ГЛАВНОЕ
График нагревания через плавление состоит из наклонного участка (нагрев твёрдого тела), горизонтального плато (плавление при постоянной температуре) и снова наклонного участка (нагрев жидкости). График охлаждения — зеркальное отражение с плато кристаллизации.
Вопросы и ответы
Потому что у льда и у воды разная удельная теплоёмкость (у льда она меньше, чем у воды). При одинаковой подводимой мощности меньшая теплоёмкость означает более быстрый нагрев на градус — то есть более крутой наклон графика для льда, чем для воды.
Если известна мощность нагревателя (энергия в секунду), можно посчитать полную теплоту плавления как мощность, умноженную на длительность горизонтального участка (время в секундах). Дальше из Q=λ·m легко выразить массу m=Q/λ, зная табличное значение λ для этого вещества.
Нет — это верно только для кристаллических веществ с чёткой температурой плавления. У аморфных тел график выглядит иначе, без резкого плато — этому важному отличию посвящена последняя тема этого блока.
Оцените урок:


