плавление — это процесс превращения вещества из твёрдого состояния в жидкое.
наблюдения показывают, что если измельчённый лёд, имеющий, например, температуру 10 °с, оставить в тёплой комнате, то его температура будет повышаться. при 0 °с лёд начнет таять, а температура при этом не будет изменяться до тех пор, пока весь лёд не превратится в жидкость. после этого температура образовавшейся изо льда воды будет повышаться.
это означает, что кристаллические тела, к которым относится и лед, плавятся при определённой температуре, которую называют температурой плавления. важно, что во время процесса плавления температура кристаллического вещества и образовавшейся в процессе его плавления жидкости остаётся неизменной.
в описанном выше опыте лёд получал некоторое количество теплоты, его внутренняя энергия увеличивалась за счёт увеличения средней кинетической энергии движения молекул. затем лёд плавился, его температура при этом не менялась, хотя лёд получал некоторое количество теплоты. следовательно, его внутренняя энергия увеличивалась, но не за счёт кинетической, а за счёт потенциальной энергии взаимодействия молекул. получаемая извне энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки. подобным образом происходит плавление любого кристаллического тела.
аморфные тела не имеют определённой температуры плавления. при повышении температуры они постепенно размягчаются, пока не превратятся в жидкость.
кристаллизация
кристаллизация — это процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние. охлаждаясь, жидкость будет отдавать некоторое количество теплоты окружающему воздуху. при этом будет уменьшаться её внутренняя энергия за счёт уменьшения средней кинетической энергии его молекул. при определённой температуре начнётся процесс кристаллизации, во время этого процесса температура вещества не будет изменяться, пока всё вещество не перейдет в твёрдое состояние. этот переход сопровождается выделением определённого количества теплоты и соответственно уменьшением внутренней энергии вещества за счёт уменьшения потенциальной энергии взаимодействия его молекул.
таким образом, переход вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние происходит при определённой температуре, называемой температурой кристаллизации. эта температура остаётся неизменной в течение всего процесса плавления. она равна температуре плавления этого вещества
Потенциальной энергией, например, обладает тело, поднятое относительно поверхности земли, потому что энергия тела зависит от взаимного положения его и земли и их взаимного притяжения. если считать потенциальную энергию тела, лежащего на земле, равной нулю, то потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту, определится работой, которую совершит сила тяжести при падении тела на землю. обозначим потенциальную энергию тела еп. поскольку еп= а, а работа, как мы знаем, равна произведению силы на путь, тоа = fh,где f — сила тяжести.значит, в этом случае и потенциальная энергия еп равна eп = fh, или eп = gmh, где g — ускорение свободного падения, m — масса тела, h — высота, на которую поднято тело.огромной потенциальной энергией обладает вода в реках, удерживаемая плотинами. падая вниз, вода совершает работу, приводя в движение мощные турбины электростанций.потенциальную энергию молота копра (рис. 194) используют в строительстве для совершения работы по забиванию свай.открывая дверь с пружиной, совершают работу по растяжению (или сжатию) пружины. за счёт приобретённой энергии пружина, сокращаясь (или распрямляясь), совершает работу, закрывая дверь.энергию сжатых и закрученных пружин используют, например, в механических часах, некоторых заводных игрушках и пр. потенциальной энергией обладает всякое деформированное тело.потенциальную энергию сжатого газа используют в работе тепловых двигателей, в отбойных молотках, которые широко применяют в горной промышленности, при строительстве дорог, выемке твёрдого грунта и т. д. энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется кинетической (от греч. кинема — движение) энергией. кинетическая энергия тела обозначается буквой ек.движущаяся вода, приводя во вращение колесо водяной мельницы, расходует свою кинетическую энергию и совершает работу. кинетической энергией обладает и движущийся воздух — ветер, который заставляет вращаться флюгера на крышах. от чего зависит кинетическая энергия? обратимся к опыту (см. рис. 193). если скатывать шарик а с разных высот, то можно заметить, что чем с большей высоты скатывается шарик, тем больше его скорость и тем дальше он передвигает брусок, т. е. совершает большую работу. значит, кинетическая энергия тела зависит от егоскорости.за счёт того, что скорость летящей пули велика, она обладает большой кинетической энергией.кинетическая энергия тела зависит и от его массы. ещё раз обратимся к опыту (см. рис. 193), но будем скатывать с наклонной плоскости другой шарик — большей массы. брусок в передвинется дальше, т. е. будет совершена большая работа. значит, и кинетическая энергия второго шарика больше, чем первого. чем больше масса тела и скорость, с которой оно движется, тем больше его кинетическая энергия.для того чтобы определить кинетическую энергию тела, применяют формулу где m — масса тела, — скорость движения тела.кинетическую энергию тел используют в технике. например, на мощных гидроэлектростанциях за счёт кинетической энергии воды получают электрическую энергию. удерживаемая плотиной вода обладает, как было уже сказано, большой потенциальной энергией. при падении с плотины вода движется и имеет такую же большую кинетическую энергию. она приводит в движение турбину, соединённую с генератором электрического тока. вода является экологически чистым источником энергии в отличие от различных видов топлива.все тела в природе либо потенциальной, либо кинетической энергией, а иногда той и другой вместе. например, летящий самолёт обладает и кинетической, и потенциальной энергией. мы познакомились с двумя механической энергии. иные виды энергии (электрическая, внутренняя и др.) будут рассмотрены в других разделах курса .
плавление — это процесс превращения вещества из твёрдого состояния в жидкое.
наблюдения показывают, что если измельчённый лёд, имеющий, например, температуру 10 °с, оставить в тёплой комнате, то его температура будет повышаться. при 0 °с лёд начнет таять, а температура при этом не будет изменяться до тех пор, пока весь лёд не превратится в жидкость. после этого температура образовавшейся изо льда воды будет повышаться.
это означает, что кристаллические тела, к которым относится и лед, плавятся при определённой температуре, которую называют температурой плавления. важно, что во время процесса плавления температура кристаллического вещества и образовавшейся в процессе его плавления жидкости остаётся неизменной.
в описанном выше опыте лёд получал некоторое количество теплоты, его внутренняя энергия увеличивалась за счёт увеличения средней кинетической энергии движения молекул. затем лёд плавился, его температура при этом не менялась, хотя лёд получал некоторое количество теплоты. следовательно, его внутренняя энергия увеличивалась, но не за счёт кинетической, а за счёт потенциальной энергии взаимодействия молекул. получаемая извне энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки. подобным образом происходит плавление любого кристаллического тела.
аморфные тела не имеют определённой температуры плавления. при повышении температуры они постепенно размягчаются, пока не превратятся в жидкость.
кристаллизация
кристаллизация — это процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние. охлаждаясь, жидкость будет отдавать некоторое количество теплоты окружающему воздуху. при этом будет уменьшаться её внутренняя энергия за счёт уменьшения средней кинетической энергии его молекул. при определённой температуре начнётся процесс кристаллизации, во время этого процесса температура вещества не будет изменяться, пока всё вещество не перейдет в твёрдое состояние. этот переход сопровождается выделением определённого количества теплоты и соответственно уменьшением внутренней энергии вещества за счёт уменьшения потенциальной энергии взаимодействия его молекул.
таким образом, переход вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние происходит при определённой температуре, называемой температурой кристаллизации. эта температура остаётся неизменной в течение всего процесса плавления. она равна температуре плавления этого вещества