Հետ առաջ

Ուշադրություն. Սլայդների նախադիտումները միայն տեղեկատվական նպատակներով են և կարող են չներկայացնել շնորհանդեսի բոլոր հատկանիշները: Եթե ​​դուք հետաքրքրված եք այս աշխատանքով, խնդրում ենք ներբեռնել ամբողջական տարբերակը:

Նպատակները:մարմինների հալման և բյուրեղացման, հալման ջերմաստիճանի և բյուրեղացման հայեցակարգի ձևավորում. Ձեռք բերված գիտելիքները պարզ խնդիրներ լուծելու, ուսանողների մտահորիզոնը զարգացնելու, առարկայի նկատմամբ հետաքրքրություն զարգացնելու, համակողմանի զարգացած անհատականության դաստիարակման կարողության զարգացում:

Պահանջվող սարքավորումներ.Ուսուցչի աշխատատեղ, ֆիզիկայի դասեր Կիրիլ և Մեթոդիուսից 8-րդ դասարանի համար, սառույցի կտորներ, մոմ, լուցկիներ.

Բացատրություններ:Ուսանողների պատասխանները տեքստում շեղ տառերով են:

Դասի պլան.

1. Կազմակերպչական պահ.
2. Նոր նյութ սովորելը.
3. Համախմբում.
4. Տնային աշխատանք.
5. Դասի ամփոփում.

ԴԱՍԻ ԱՅՑԸ

1. Կազմակերպչական պահ

– Այսօր դասի ընթացքում մենք կխոսենք նյութի տարբեր վիճակների մասին, կպարզենք, թե ինչ պայմաններում նյութը կարող է լինել այս կամ այն ​​վիճակում և ինչ է պետք անել նյութը մի վիճակից մյուսը փոխակերպելու համար:

2. Նոր նյութի ուսուցում

- Եկեք նայենք նկարներին (սլայդ 2): Ի՞նչ եք կարծում, ի՞նչ ընդհանուր բան ունեն նրանք:

– Նկարները ցույց են տալիս ջուրը երեք տարբեր վիճակում՝ պինդ, հեղուկ և գազային:

- Ճիշտ է: Ոչ միայն ջուրը, այլեւ ցանկացած այլ նյութ ունի երեք վիճակ. Ինչպե՞ս են կոչվում այս պետությունները:

–

- Կարո՞ղ է նյութը փոխվել մի վիճակից մյուսը: Օրինակ՝ հնարավո՞ր է սառույցը ջրի վերածել։

– Այո՛։

- Ինչպե՞ս դա անել:

– Դուք պետք է տաքացնեք այն:

-Գրեթե ճիշտ ես: Ավելի ճիշտ կլինի ասել, որ մենք որոշակի քանակությամբ ջերմություն ենք հաղորդում սառույցին։ Այդ դեպքում ինչքան է ջերմության քանակը:

– Ջերմության քանակությունն այն էներգիան է, որը մարմինը ստանում կամ արտանետում է ջերմության փոխանցման գործընթացում:

-Ի՞նչ է ներքին էներգիան:

– Ներքին էներգիան մարմինը կազմող մասնիկների շարժման և փոխազդեցության էներգիան է:

- Եկեք փորձարկում անցկացնենք. Եկեք մի կտոր սառույց թողնենք ափսեի վրա և տեսնենք, թե ինչ է կատարվում դրա հետ, իսկ մոմից որոշակի քանակությամբ ջերմություն փոխանցենք երկրորդին։ Սառույցի ո՞ր կտորն է ավելի արագ վերածվում ջրի և ինչու:

– Երկրորդ դեպքում սառույցը ջրի մեջ անցնելու գործընթացը տեղի է ունենում ավելի արագ, քանի որ սառույցի երկրորդ կտորն ավելի շատ ջերմություն է ստանում մոմից, քան առաջին կտորը շրջակա միջավայրից:

- Ճիշտ է: Սա նշանակում է, որ սառույցի կտորը, որին ավելի շատ էներգիա է տրվել, ավելի արագ է վերածվում ջրի։

– Դասագրքում (էջ 31) գտե՛ք, ինչպե՞ս է կոչվում նյութի պինդ վիճակից հեղուկի անցնելու գործընթացը:

Գործընթացը Նյութի անցումը պինդից հեղուկի կոչվում է հալում (սլայդ 3)

-Սա մեր դասի թեման է: Եկեք դա գրենք նոթատետրում - Հալվող մարմիններ.

– Եկեք նայենք հալման գործընթացին՝ օգտագործելով հատված (ֆիզիկայի դասեր Կիրիլից և Մեթոդիուսից 8-րդ դասարանի համար): Ձեր խնդիրն է նկատել, թե արդյոք ջերմաստիճանը փոխվում է այս գործընթացի ընթացքում:

– Ջերմաստիճանը չի փոխվում հալման գործընթացում։

- Ճիշտ է: Այժմ դասագրքում գտե՛ք (էջ 32) ինչպես է կոչվում նյութի հեղուկից պինդ վիճակի անցնելու գործընթացը։

Նյութի անցումը հեղուկից պինդ վիճակի կոչվում է պնդացում կամ բյուրեղացում (սլայդ 4)

– Դիտարկենք այս գործընթացը մի հատվածի օգնությամբ (էլեկտրոնային ֆիզիկայի դասեր Կիրիլի և Մեթոդիոսի կողմից 8-րդ դասարանի համար): Արդյո՞ք ջերմաստիճանը փոխվե՞լ է սպիացման գործընթացի ընթացքում:

– Պնդացման գործընթացում ջերմաստիճանը չի փոխվել։

– Հիշենք, որ հալման և պնդացման ընթացքում նյութի ջերմաստիճանը չի փոխվում։ Թե ինչու է դա տեղի ունենում, մենք կանդրադառնանք հաջորդ դասին:

– Որպեսզի հալման գործընթացը սկսվի, մարմինը պետք է որոշակի ջերմաստիճան ունենա: Ինչ է նրա անունը:

Այն ջերմաստիճանը, որում նյութը հալվում է, կոչվում է նրա հալման կետ:

-Ճի՛շտ: Սա նշանակում է, որ հալման կետը այն ջերմաստիճանն է, որից բարձր նյութը չի կարող գոյություն ունենալ պինդ վիճակում։ Գտեք սառույցի հալման կետը հալման կետի աղյուսակում:

– Այն հավասար է 0-իՕ ՀԵՏ.

- Ի՞նչ ջերմաստիճանի դեպքում է ջուրը կարծրանում:

– Ջուրը նույնպես կարծրանում է 0-ումՕ ՀԵՏ.

- Ճիշտ է: Սա նշանակում է, որ նյութերը կարծրանում են նույն ջերմաստիճանում, որով նրանք հալվում են:
Օգտագործելով գրաֆիկը (սլայդ 5) մենք կդիտարկենք սառույցի պինդ վիճակից հեղուկի անցնելու գործընթացը (Peryshkin A.V., p. 33):
Գործընթացի դիտարկումը սկսվել է այն պահից, երբ սառույցի ջերմաստիճանը եղել է –20 o C: Հետագա տաքացման դեպքում սառույցի ջերմաստիճանը բարձրացել է մինչև 0 o C: Այս պահին սառույցը սկսել է հալվել, և նրա ջերմաստիճանը դադարեց աճել։ Ամբողջ հալման ընթացքում սառույցի ջերմաստիճանը չի փոխվել, չնայած նրան շարունակվել է էներգիա մատակարարվել։
Երբ այն հասավ 20 o C, էներգիան այլևս չհաղորդվեց նյութին. ջուրը սկսեց սառչել, իսկ 0 o C-ում սկսվեց ջրի բյուրեղացման գործընթացը: Ամբողջ պնդացման ընթացքում նյութի ջերմաստիճանը կրկին չի փոխվել։ Գրաֆիկից պարզ է դառնում նաև, որ հալման ջերմաստիճանը հավասար է բյուրեղացման ջերմաստիճանին։

3. Համախմբում

1. Գրաֆիկը (սլայդ 6) ցույց է տալիս, թե ինչպես է ջերմաստիճանը փոխվում ժամանակի ընթացքում, երբ կապարը տաքանում և սառչում է: Ի՞նչ վիճակի է համապատասխանում գրաֆիկի յուրաքանչյուր հատված:

AB, BC – պինդ վիճակ, CD – հալման,
DE, EF – հեղուկ վիճակ, FG – բյուրեղացում, GH – պինդ վիճակ:

2. Փորձի ընթացքում ալյումինը, երկաթը, պղինձը, ցինկը, պողպատը, արծաթը և ոսկին առանձին-առանձին տաքացրել են մինչև 1000 o C (սլայդ 7, 8): Ի՞նչ վիճակում են՝ հեղուկ, թե պինդ, այս մետաղները նշված ջերմաստիճանում են եղել:

3. Նկարները (սլայդ 2) ցույց են տալիս ջուրը երեք տարբեր վիճակում՝ պինդ, հեղուկ և գազ:

-Ի՞նչ են կոչվում այս պետությունները:

– Դրանք կոչվում են ագրեգացիայի վիճակներ։

- Կարո՞ղ է նյութը փոխվել մի վիճակից մյուսը:
Այո՛։ Պինդ մարմնի մոլեկուլներին էներգիա փոխանցելով՝ հնարավոր է նյութը պինդ վիճակից տեղափոխել հեղուկ, իսկ հեղուկից՝ գազ։ Գազի մոլեկուլներից էներգիա վերցնելով՝ կարող ես ստանալ հեղուկ, իսկ դրանից՝ պինդ։

4. – Մենք սկսում ենք տաքացնել սառույցը – 10 o C ջերմաստիճանում: Ի՞նչ է տեղի ունենում ջերմաստիճանի հետ:

– Սառույցի ջերմաստիճանը կբարձրանա.

– Սառույցի ջերմաստիճանը հասել է 0 o C-ի: Սառույցը սկսում է հալվել: Ի՞նչ է կատարվում նրա ջերմաստիճանի հետ:

– Ջերմաստիճանը դադարում է փոխվել մինչև հալման ամբողջ գործընթացի ավարտը:

– Սառույցն ամբողջությամբ ջրի է վերածվել։ Ջեռուցման գործընթացը շարունակվում է։ Ջերմաստիճանը փոխվու՞մ է: Ինչպե՞ս:

– Արդյո՞ք ջրի ջերմաստիճանը կրկին բարձրանում է.

5. Բյուրեղացման ընթացքում նյութի ջերմաստիճանը փոխվու՞մ է:

Ցանկացած մարմին կարող է լինել ագրեգացման տարբեր վիճակներում որոշակի ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում՝ պինդ, հեղուկ, գազային և պլազմային վիճակներում։

Ագրեգացման մի վիճակից մյուսին անցնելու համար դա տեղի է ունենում այն ​​պայմանով, որ արտաքինից մարմնի տաքացումը տեղի է ունենում ավելի արագ, քան դրա սառեցումը: Եվ հակառակը, եթե արտաքինից մարմնի սառեցումը տեղի է ունենում ավելի արագ, քան մարմնի տաքացումը նրա ներքին էներգիայի շնորհիվ։

Ագրեգացիայի այլ վիճակի անցնելիս նյութը մնում է նույնը, կմնան նույն մոլեկուլները, կփոխվեն միայն դրանց հարաբերական դասավորությունը, շարժման արագությունը և փոխազդեցության ուժերը։

Նրանք. մարմնի մասնիկների ներքին էներգիայի փոփոխությունը այն տեղափոխում է վիճակի մի փուլից մյուսը: Ավելին, այս վիճակը կարող է պահպանվել արտաքին միջավայրի լայն ջերմաստիճանային տիրույթում:

Ագրեգացման վիճակը փոխելիս անհրաժեշտ է որոշակի քանակությամբ էներգիա։ Իսկ անցումային գործընթացում էներգիան ծախսվում է ոչ թե մարմնի ջերմաստիճանը փոխելու, այլ մարմնի ներքին էներգիան փոխելու վրա։

Եկեք գրաֆիկի վրա ցույց տանք մարմնի ջերմաստիճանի T-ի (հաստատուն ճնշման դեպքում) կախվածությունը ագրեգացման մի վիճակից մյուսին անցնելու ժամանակ մարմնին մատակարարվող Q ջերմության քանակից։

Դիտարկենք զանգվածի մարմին մ, որը գտնվում է պինդ վիճակում ջերմաստիճանում Տ 1.

Մարմինը միանգամից չի անցնում մի վիճակից մյուսին։ Նախ, էներգիան անհրաժեշտ է ներքին էներգիան փոխելու համար, և դա ժամանակ է պահանջում: Անցման արագությունը կախված է մարմնի զանգվածից և նրա ջերմային հզորությունից։

Եկեք սկսենք տաքացնել մարմինը: Օգտագործելով բանաձևեր, կարող եք գրել այսպես.

Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)

Մարմինը պետք է ներծծի այնքան ջերմություն, որպեսզի այն տաքանա T1-ից մինչև T2:

Անցում պինդից հեղուկի

Ավելին, կրիտիկական T2 ջերմաստիճանում, որը տարբեր է յուրաքանչյուր մարմնի համար, միջմոլեկուլային կապերը սկսում են քայքայվել, և մարմինն անցնում է ագրեգացման մեկ այլ վիճակի` հեղուկ, այսինքն. միջմոլեկուլային կապերը թուլանում են, մոլեկուլները սկսում են շարժվել ավելի մեծ ամպլիտուդով, ավելի մեծ արագությամբ և ավելի մեծ կինետիկ էներգիայով։ Հետեւաբար, նույն մարմնի ջերմաստիճանը հեղուկ վիճակում ավելի բարձր է, քան պինդ վիճակում:

Որպեսզի ամբողջ մարմինը պինդ վիճակից անցնի հեղուկ վիճակի, ժամանակ է պահանջվում ներքին էներգիան կուտակելու համար: Այս պահին ողջ էներգիան ուղղվում է ոչ թե մարմնի տաքացմանը, այլ հին միջմոլեկուլային կապերի ոչնչացմանը և նորերի ստեղծմանը։ Պահանջվող էներգիայի քանակը.

λ - նյութի հալման և բյուրեղացման հատուկ ջերմությունը J/kg-ով, յուրաքանչյուր նյութի համար տարբեր:

Ամբողջ մարմինը հեղուկ վիճակի անցնելուց հետո այս հեղուկը նորից սկսում է տաքանալ՝ Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].

Մարմնի անցումը հեղուկ վիճակից գազային վիճակի

Երբ հասնում է նոր կրիտիկական ջերմաստիճանի T 3, սկսվում է հեղուկից գոլորշու անցման նոր գործընթաց: Հեղուկից գոլորշի անցնելու համար անհրաժեշտ է էներգիա ծախսել.

r-ը գազի առաջացման և նյութի խտացման հատուկ ջերմությունն է J/kg-ով, յուրաքանչյուր նյութի համար տարբեր:

Նշենք, որ պինդ վիճակից անցում գազային վիճակի հնարավոր է՝ շրջանցելով հեղուկ փուլը։ Այս գործընթացը կոչվում է սուբլիմացիա, և դրա հակադարձ ընթացքն է սուբլիմացիա.

Մարմնի անցումը գազային վիճակից պլազմային վիճակի

Պլազմա- մասամբ կամ ամբողջությամբ իոնացված գազ, որի մեջ դրական և բացասական լիցքերի խտությունները գրեթե հավասար են:

Պլազման սովորաբար առաջանում է բարձր ջերմաստիճանում՝ մի քանի հազար °C-ից և բարձր: Ելնելով ձևավորման եղանակից՝ առանձնանում են պլազմայի երկու տեսակ՝ ջերմային, որը առաջանում է, երբ գազը տաքացվում է մինչև բարձր ջերմաստիճան, և գազային, որը ձևավորվում է գազային միջավայրում էլեկտրական լիցքաթափումների ժամանակ։

Այս գործընթացը շատ բարդ է և ունի պարզ նկարագրություն, և դա մեզ համար հասանելի չէ կենցաղային պայմաններում։ Ուստի այս հարցին մանրամասն չենք անդրադառնա։

Մենք ապրում ենք ամուր մարմնի մակերեսի վրա- երկրագունդը՝ պինդ մարմիններից կառուցված կառույցներում,- տներ. Մեր մարմինը, թեև պարունակում է մոտավորապես 65% ջուր (ուղեղը 80%), բայց նաև պինդ է։ Գործիքները և մեքենաները պատրաստվում են նաև պինդ նյութերից: Պինդ մարմինների հատկությունների իմացությունը կենսական նշանակություն ունի:

IN§ 2.6 բյուրեղային պինդ մարմինների մոլեկուլային կառուցվածքը համառոտ նկարագրվեց: Այժմ մենք ավելի մանրամասն կանդրադառնանք դրանց հատկություններին և կառուցվածքին:

Բյուրեղներ

Եթե ​​խոշորացույցով կամ մանրադիտակով ուսումնասիրեք շաքարավազի, աղի, պղնձի սուլֆատի, նաֆթալինի հատիկները, ապա կնկատեք, որ դրանք սահմանափակված են հարթ, ասես փայլեցված եզրերով։ Նման բնական դեմքերի առկայությունը նշան է, որ նյութը բյուրեղային վիճակում է։ Բյուրեղը* որոշակի երկրաչափական ձևի մարմին է՝ սահմանափակված բնական հարթ եզրերով։

* Հունարեն krystallos բառից - բառացի՝ սառույց:

Միաբյուրեղներ և բազմաբյուրեղ մարմիններ

Այն մարմինը, որը մեկ բյուրեղ է, կոչվում է մեկ բյուրեղ:

Նկար 8.1-ում պատկերված է քվարցի մեծ մեկ բյուրեղ (ժայռաբյուրեղ): Շաքարավազի փոքր հատիկը նույնպես մեկ բյուրեղ է: Մեծ նախազգուշական միջոցներ ձեռնարկելով՝ հնարավոր է մեծ չափերի մետաղական մեկ բյուրեղ աճեցնել:

Բյուրեղային մարմինների մեծ մասը բաղկացած է բազմաթիվ փոքր բյուրեղներից, որոնք պատահականորեն տեղակայված և միաձուլված են: Նման մարմինները կոչվում են բազմաբյուրեղ: Բոլոր մետաղները և հանքանյութերը բազմաբյուրեղ են: Շաքարի մի կտորը նույնպես բազմաբյուրեղ մարմին է։

Բյուրեղների ձևը և չափը

Տարբեր նյութերի բյուրեղները տարբեր ձևեր ունեն: Նկար 8.2-ում ներկայացված են բյուրեղները՝ քարի աղ 1, բերիլ 2, ադամանդ 3, նռնակ 4, քվարց 5, տուրմալին 6, զմրուխտ 7 և կալցիտ 8. Սառցե բյուրեղների տեսակներից մեկը, որը կազմում է ձյան փաթիլների տարօրինակ ձևերը (նկ. 8.3) կանոնավոր վեցանկյուն պրիզմա է (նկ. 8.4):

Բյուրեղների չափերը նույնպես բազմազան են։ Որոշ բյուրեղներ մեծ են և հեշտությամբ տեսանելի են անզեն աչքով, իսկ մյուսները այնքան փոքր են, որ դրանք կարող են դիտվել միայն մանրադիտակի միջոցով:

Բազմաբյուրեղ բյուրեղների չափերը ժամանակի ընթացքում կարող են փոխվել: Այսպիսով, երկաթի և պողպատի փոքր բյուրեղները վերածվում են խոշորների: Այս անցումը արագանում է հարվածների և ցնցումների պատճառով: Այն մշտապես տեղի է ունենում երկաթուղային ռելսերում, վագոնների առանցքներում և պողպատե կամուրջներում, ինչի արդյունքում այդ կառույցների ամրությունը ժամանակի ընթացքում նվազում է:

Պոլիմորֆիզմ

Նույն քիմիական բաղադրության շատ մարմիններ բյուրեղային վիճակում, կախված պայմաններից, կարող են գոյություն ունենալ երկու կամ ավելի տեսակներով (փոփոխություններ): Այս հատկությունը կոչվում է պոլիմորֆիզմ (բազմաձևություն): Սառույցը, օրինակ, ունի մինչև տասը տարբեր փոփոխություններ, որոնք ստացվում են լաբորատորիաներում: Բնության մեջ հանդիպում է միայն մեկ տեսակ (տե՛ս նկ. 8.4):

Տեխնոլոգիայի համար առանձնահատուկ նշանակություն ունի ածխածնի պոլիմորֆիզմը՝ ածխածինը բյուրեղանում է երկու ձևով՝ գրաֆիտ և ադամանդ: Գրաֆիտը փափուկ նյութ է՝ փայլատ սև գույնով։ Օրինակ, դրանից պատրաստվում են մատիտի կապարներ: Ադամանդը լիովին տարբերվում է գրաֆիտից։ Այն թափանցիկ և շատ կոշտ բյուրեղ է։ Մոտ 150 °C ջերմաստիճանի դեպքում (վակուումում տաքացնելիս) ադամանդը վերածվում է գրաֆիտի։ Գրաֆիտը ադամանդի վերածելու համար այն պետք է տաքացվի մինչև 2000 °C 1010 Պա ճնշման տակ։ Ներկայումս արհեստական ​​ադամանդների արդյունաբերական արտադրությունը յուրացվել է։ Տեխնածին ադամանդները լայնորեն կիրառվում են տարբեր կտրող գործիքների մեջ։

Ի՞նչ է «եռակի կետը» և ինչպե՞ս որոշել դրա կոորդինատները: Փորձերը ցույց են տալիս, որ յուրաքանչյուր նյութի համար կան պայմաններ (ճնշում և ջերմաստիճան), որոնց դեպքում գոլորշին, հեղուկը և բյուրեղը կարող են միաժամանակ կամայականորեն երկար ժամանակ գոյատևել: Օրինակ, եթե լողացող սառույցով ջուրը տեղադրեք փակ նավի մեջ զրոյական աստիճանով, ապա և՛ ջուրը, և՛ սառույցը կգոլորշիացնեն ազատ տարածություն: Այնուամենայնիվ, 0,006 ատմ գոլորշու ճնշման դեպքում: (սա նրանց «սեփական» ճնշումն է, առանց հաշվի առնելու օդի կողմից ստեղծված ճնշումը) և 0,01 ° C ջերմաստիճանի դեպքում գոլորշու զանգվածի աճը կդադարի: Այս պահից սառույցը, ջուրը և գոլորշին անվերջ կպահպանեն իրենց զանգվածները։ Սա ջրի եռակի կետն է (ձախ դիագրամ): Եթե ​​ձախ հատվածի պայմաններում ջուր կամ գոլորշի տեղադրվի, ապա դրանք կդառնան սառույց։ Եթե ​​«ստորին շրջանին» ավելացնեք հեղուկ կամ պինդ, դուք գոլորշի եք ստանում: Ճիշտ տարածքում ջուրը կխտանա, և սառույցը կհալվի:

Նմանատիպ դիագրամ կարելի է կառուցել ցանկացած նյութի համար: Նման դիագրամների նպատակն է պատասխանել այն հարցին, թե նյութի ինչ վիճակը կայուն կլինի այսինչ ճնշման և այսինչ ջերմաստիճանի դեպքում: Օրինակ, աջ կողմում գտնվող դիագրամը ածխաթթու գազի համար է: Այս նյութի եռակի կետն ունի «ճնշման» կոորդինատ՝ 5,11 ատմ, այսինքն՝ զգալիորեն ավելի մեծ, քան նորմալ մթնոլորտային ճնշումը: Հետևաբար, նորմալ պայմաններում (ճնշում 1 ատմ), մենք կարող ենք դիտարկել միայն անցումներ «եռակի կետից ներքև», այսինքն՝ պինդ մարմնի անկախ փոխակերպումը գազի։ 1 ատմ ճնշման դեպքում դա տեղի կունենա –78 ° C ջերմաստիճանում (տես կետավոր կոորդինատների գծերը եռակի կետից ներքև):

Մենք բոլորս ապրում ենք «նորմալ պայմանների» արժեքների «մոտ», այսինքն՝ հիմնականում մեկ մթնոլորտին մոտ ճնշման տակ։ Հետևաբար, եթե մթնոլորտային ճնշումը ցածր է եռակի կետին համապատասխանող ճնշումից, երբ մարմինը տաքացվում է, մենք հեղուկ չենք տեսնի՝ պինդը անմիջապես կվերածվի գոլորշու: Հենց այսպես է իրեն պահում «չոր սառույցը», ինչը շատ հարմար է պաղպաղակ վաճառողների համար։ Պաղպաղակի բրիկետները կարելի է շերտավորել «չոր սառույցի» կտորներով և չվախենալ, որ պաղպաղակը կթրջվի։ Եթե ​​եռակի կետին համապատասխան ճնշումը մթնոլորտայինից պակաս է, ապա նյութը դասակարգվում է որպես «հալվող»՝ ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում այն ​​սկզբում վերածվում է հեղուկի, այնուհետև եռում։

Ինչպես տեսնում եք, նյութերի ագրեգատային փոխակերպումների առանձնահատկությունները ուղղակիորեն կախված են նրանից, թե ինչպես են ճնշման և ջերմաստիճանի ընթացիկ արժեքները վերաբերում ճնշում-ջերմաստիճանի դիագրամի «եռակի կետի» կոորդինատներին:

Եվ վերջում, եկեք անվանենք ձեզ հայտնի նյութեր, որոնք միշտ սուբլիմացվում են նորմալ պայմաններում: Սա յոդ է, գրաֆիտ, «չոր սառույց»: Նորմայից տարբերվող ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում այդ նյութերը կարող են դիտվել հեղուկ և նույնիսկ եռացող վիճակում:

(C) 2013. Fizika.ru մասնակցությամբ Ա.Վ.Կուզնեցովա (Սամարա)

1. Պինդ վիճակ
2. Հեղուկ վիճակ
3. Գազային վիճակ
4. Նյութի վիճակի փոփոխություն

Քիմիայի ուսումնասիրությունները կարևոր են. Ի՞նչ է «նյութը»: Նյութը այն ամենն է, որն ունի զանգված և ծավալ:Նյութը կարող է լինել ագրեգացման երեք վիճակներից մեկում. պինդ, հեղուկ, գազային.

1. Պինդ վիճակ

Պինդ մարմնի մասնիկները (մոլեկուլները) միավորվում են կոշտ կրկնվող կառուցվածքի մեջ. բյուրեղյա վանդակ. Բյուրեղային ցանցի մասնիկները փոքր թրթռումների են ենթարկվում հավասարակշռության կենտրոնների շուրջ։ Կոշտ ունի ձևըԵվ ծավալը.

2. Հեղուկ վիճակ

Ի տարբերություն պինդ մարմինների՝ հեղուկները չունեն հատուկ ձև, բայց ունեն ծավալ։ Դա բացատրվում է նրանով, որ հեղուկներում մասնիկները գտնվում են միմյանցից ավելի մեծ հեռավորության վրա, քան պինդ մարմիններում և ավելի ակտիվ են շարժվում։

Քանի որ հեղուկների մասնիկները գտնվում են ավելի քիչ խիտ, քան պինդ մարմիններում, նրանք չեն կարող բյուրեղային ցանց ձևավորել, հետևաբար հեղուկները չունեն հատուկ ձև:

3. Գազային վիճակ

Գազերում մասնիկները գտնվում են նույնիսկ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, քան հեղուկներում։ Ավելին, մասնիկները մշտապես գտնվում են քաոսային (անկարգ) շարժման մեջ։ Ուստի գազերը հակված են միատեսակ լրացնել իրենց տրամադրված ծավալը (այստեղից էլ այն փաստը, որ գազերը կոնկրետ ձև չունեն):

4. Նյութի վիճակի փոփոխություն

Վերցնենք մի չնչին օրինակ և հետևենք ջրի վիճակի փոփոխության գործընթացին։

Իր պինդ վիճակում ջուրը սառույց է։ Սառույցի ջերմաստիճանը 0 o C-ից ցածր է: Երբ տաքացվում է, սառույցը սկսում է հալվել և վերածվել ջրի: Դա բացատրվում է նրանով, որ բյուրեղային ցանցում տեղակայված սառույցի մասնիկները տաքանալիս սկսում են շարժվել, ինչի արդյունքում վանդակը քայքայվում է։ Այն ջերմաստիճանը, որում նյութը հալվում է, կոչվում է «հալման կետ»նյութեր. Ջրի հալման ջերմաստիճանը 0 o C է։

Նշենք, որ քանի դեռ սառույցը ամբողջությամբ չի հալվել, սառույցի ջերմաստիճանը կլինի 0 o C։

Սառույցն ամբողջությամբ ջրի վերածվելուց հետո մենք կշարունակենք տաքացնել։ Ջրի ջերմաստիճանը կբարձրանա, իսկ ջերմության ազդեցության տակ մասնիկների տեղաշարժն ավելի ու ավելի կարագանա։ Դա տեղի է ունենում այնքան ժամանակ, մինչև ջուրը հասնի իր հաջորդ փոփոխության կետին. եռացող.

Այս պահը տեղի է ունենում, երբ ջրի մասնիկների կապերն ամբողջությամբ կոտրվում են, և դրանց շարժումը դառնում է ազատ՝ ջուրը վերածվում է գոլորշու։

Այն ջերմաստիճանը, որով հեղուկը եռում է, կոչվում է «եռման կետ».

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ եռման կետը կախված է ճնշումից: Նորմալ ճնշման դեպքում (760 մմ Hg) ջրի եռման կետը 100 o C է։

Հալման անալոգիայով. մինչև ջուրն ամբողջությամբ գոլորշի չդառնա, ջերմաստիճանը կմնա հաստատուն:

Եկեք ամփոփենք. Ջեռուցման արդյունքում ստացանք ջրի տարբեր փուլային վիճակներ.

Սառույց → ջուր → գոլորշիկամ N 2 0 (t) → N 2 0 (գ) → N 2 0 (գ)

Ի՞նչ կլինի, եթե սկսենք սառեցնել ջրային գոլորշին: Պարտադիր չէ լինել «լավագույն ուսանող»՝ կռահելու համար, որ ջրի փուլային փոփոխությունների հակառակ գործընթացը տեղի կունենա.

Գոլորշի → ջուր → սառույց

Կան որոշ նյութեր, որոնք պինդ վիճակից անմիջապես անցնում են գազային վիճակի, շրջանցելով հեղուկ փուլը։ Այս գործընթացը կոչվում է սուբլիմացիակամ սուբլիմացիա. Այսպես է վարվում, օրինակ, «չոր սառույցը» (ազոտի երկօքսիդ CO 2): Երբ այն տաքացվի, դուք չեք տեսնի մի կաթիլ ջուր, «չոր սառույցը» կարծես գոլորշիանա ձեր աչքի առաջ:

Սուբլիմացիայի հակառակ պրոցեսը (նյութի անցումը գազից պինդ վիճակի) կոչվում է սուբլիմացիա.