Кривые нагрева и охлаждения

Нагревание или охлаждение вещества приводит к изменению температуры с последующими фазовыми изменениями. Нагревание вещества увеличивает тепловую энергию его молекул, что отражается в повышении температуры, пока оно не достигнет точки перехода. Когда вещество поглотило достаточно тепла, его молекулы преодолевают силы межмолекулярного притяжения, что приводит к фазовому переходу при постоянной температуре.После завершения перехода нагрев снова приводит к повышению температуры. При отводе тепла от вещества, уменьшение тепловой энергии его молекул соответствует падению температуры, пока оно не достигнет точки перехода. Затем температура остается постоянной, поскольку более сильные межмолекулярные силы восстанавливаются во время фазового перехода.Поведение вещества в ответ на изменения температуры можно смоделировать с помощью кривых нагревания или охлаждения, где изменение температуры отображается как функция добавленного или отведенного тепла. Рассмотрим стакан, наполненный кубиками льда при начальной температуре минус 20 градусов Цельсия. По мере подведения тепла температура льда постепенно повышается.Количество тепла, поглощаемого при нагревании льда, зависит от удельной теплоемкости льда. По достижении точки плавления льда температура перестает расти, несмотря на постоянный подвод тепла. Воздействие поглощенного тепла ослабляет межмолекулярные силы, пока лед полностью не перейдёт в жидкую воду.Плато равновесия твердое тело жидкость характерно для фазового перехода при постоянной температуре. Изменение энтальпии между началом и концом плато указывает количество тепла, необходимое для процесса плавления, или, другими словами, энтальпию плавления воды. После завершения процесса плавления поглощение тепла приводит к соответствующему линейному повышению температуры.Удельная теплоемкость воды определяет количество поглощаемого тепла. В точке кипения температура перестает расти. Вместо этого поглощенное тепло способствует преодолению сил притяжения между молекулами воды до полного испарения воды.Плато равновесия жидкость газ представляет собой фазовый переход при постоянной температуре. Изменение энтальпии между началом и концом плато это энтальпия испарения воды. После того, как вся жидкость превратилась в пар, дополнительное тепло снова приводит к повышению температуры.