Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

11.12: Кривые нагрева и охлаждения
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Heating and Cooling Curves
 
ТРАНСКРИПТ

11.12: Кривые нагрева и охлаждения

Когда вещество, изолированное от окружающей среды, подвергается изменениям температуры, наблюдаются соответствующие изменения температуры и фазы вещества; это графически представлено кривыми нагрева и охлаждения.

Например, добавление тепла повышает температуру твердого тела; количество поглощенного тепла зависит от теплоемкости твердого тела (q = mcsolidΔT). По данным термохимии, соотношение между количеством тепла, поглощенного или выделяемого веществом q, и сопутствующим им изменением температуры, ΔT, составляет:

где m — масса вещества, а c — её удовое тепло. Отношение применимо к нагретым или охлажденным веществам, но не к изменению состояния.

Когда температура достаточно высокая, твердое тело начинает плавиться (рис. 1, пункт A). Поглощение тепла зависит от теплоемкости твердого тела (q = mcsolidΔT), и в точке плавления наблюдается плато. Плато указывает на изменение состояния с твердого на жидкое, в течение которого температура не поднимается из-за тепла плавления (q = mΔHfusion). Другими словами, дальнейшее повышение температуры является результатом уменьшения межмолекулярных аттракционов, вместо увеличения молекулярной кинетической энергии. Следовательно, в то время как вещество изменяется, его температура остается постоянной.

После полного расплавления твердого вещества (рис. 1, пункт B) жидкость начинает нагревать и испытывает повышение температуры. Поглощение тепла зависит от теплоемкости жидкости (q = mcliquidΔT). Когда жидкость достигает точки кипения, жидкость начинает испаряться (рис. 1, точка C), и температура остается постоянной, несмотря на продолжающийся нагрев. Другое плато (постоянная температура) наблюдается в точке кипения жидкости во время перехода жидкости к газу из-за нагрева испарения (q = mΔHvap). Эта же температура поддерживается жидкостью до тех пор, пока она кипит. Если тепло обеспечивается с большей скоростью, температура жидкости не повышается, а наоборот, кипячение становится более энергичным (быстрым). После испарения всей жидкости (рис. 1, точка D) температура газа увеличивается.

Рисунок 1. Репрезентативный график нагрева вещества показывает изменения температуры, которые приводят к поглощении вещества растущими объемами тепла. Плато в кривой (области постоянной температуры) выставляется при переходе вещества в фазу.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 10.3: Фазовые переходы.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter