График плавления аморфных тел


Твердые тела разделяют на аморфные и кристаллические, в зависимости от их молекулярной структуры и физических свойств.

В отличие от кристаллов молекулы и атомы амо.


083;ах некоторого интервала возможных расстояний. Иначе говоря, у кристаллов атомы или молекулы взаимно расположены таким образом, что формируемая структура может повторяться во всем объеме тела, что называется дальним порядком.
1042; случае же с аморфными телами – сохраняется структура молекул лишь относительно каждой одной такой молекулы, наблюдается закономерность в распределении только соседних молекул – ближний порядок. Наглядный пример представлен ниже.


К аморфным телам относится стекло и другие вещества в стеклообразном состоянии, канифоль, смолы, янтарь, сургуч, битум, воск, а также органические вещества: каучук, кожа, целлюлоза, полиэтилен и др.

Свойства аморфных тел


Особенность строения аморфных твердых тел придает им индивидуальные свойства:

  1. Слабо выраженная текучесть – одно из наиболее известных свойств таких тел. Примером будут потеки стекла, которое долгое время стоит в оконной раме.

  2. Аморфные твердые тела не обладают определенной температурой плавления, так как переход в состояние жидкости во время нагрева происходит постепенно, посредством размягчения тела. По этой причине к таким телам применяют так называемый температурный интервал размягчения.

  1. В силу своей структуры такие тела являются изотропными, то есть их физические свойства не зависят от выбора направления.
  2. Вещество в аморфном состоянии обладает большей внутренней энергией, нежели в кристаллическом.

    1055;о этой причине аморфные тела способны самостоятельно переходить в кристаллическое состояние. Данное явление можно наблюдать как результат помутнения стекол с течением времени.

Стеклообразное состояние

В природе существуют жидкости, кот .
;хлаждения, так как сложность молекул этих веществ не позволяет им образовать регулярную кристаллическую решетку. К таким жидкостям относятся молекулы некоторых органических полимеров.


Однако, при помощи глубокого и быстрого охлаждения, практически любое вещество способно перейти в стеклообразное состояние. Это такое аморфное состояние, которое не имеет явной кристаллической решетки, но может частично кристаллизироваться, в масштабах малых кластеров.
1044;анное состояние вещества является метастабильным, то есть сохраняется при некоторых требуемых термодинамических условиях.

При помощи технологии охлаждения с определенной скоростью вещество не будет успевать кристаллизоваться, и преобразуется в стекло. То есть чем выше скорость охлаждения материала, тем меньше вероятность его кристаллизации. Так, например, для изготовления металлических стекол потребуется скорость охлаждения, равная 100 000 – 1 000 000 Кельвин в секунду.

В природе вещество существует в стеклообразном состоянии возникает из жидкой вулканической магмы, которая, взаимодействуя с холодной водой или воздухом, быстро охлаждается. В данном случае вещество зовется вулканическим стеклом. Также можно наблюдать стекло, образованная в результате плавления падающего метеорита, взаимодействующего с атмосферой – метеоритное стекло или молдавит.

Источник: SpaceGid.com

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока: ознакомить с агрегатными состояниями вещества, с процессами плавления и отвердевания тел., а также с графиками плавления и отвердевания тел

Образовательная цель — раскрыть понятия плавления и отвердевания; экспериментально подтвердить полученные теоретические знания.

 Развивающая цель – создать условия для развития исследовательских и творческих навыков; навыков общения и совместной деятельности.

Воспитательная цельспособствовать привитию культуры поведения, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

 Демонстрации:

  1. Модели кристаллических решеток;
  2. Наблюдение за процессами плавления и кристаллизации;
  3. Свеча и спичка.
  4. Лаборатория Л-микро «Датчики», плавление и отвердевание.
  5. Набор кристаллических и аморфных тел.

№ урока, тема

Содержание урока

Вид деятельности ученика

13/13. Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание (§ 12, 13) 

Агрегатные состояния вещества. Кристал-

лические тела. Плавление и отвердевание.

Температура плавления. Анализ таблицы

3 учебника.

Демонстрации. Модель кристаллической решетки молекул воды и кислорода, модель хаотического движения молекул в газе, кристаллы.

Опыты. Наблюдение за таянием кусочка льда в воде

— Приводить примеры агрегатных состояний вещества;

— отличать агрегатные состояния вещества и объяснять особенности молекулярного строения газов, жидкостей и твердых тел;

— отличать процесс плавления тела от кристаллизации и приводить примеры этих процессов;

— проводить исследовательский эксперимент по изучению плавления, делать отчет и объяснять результаты эксперимента;

— работать с текстом учебника

 Оборудование:

  1. Набор тел, 2 чашки
  2. Свеча и спички
  3. Парафин, гор вода, холл вода.
  4. Цифровая лаборатория Л-микро
  5. Калориметр, термометр, пробирка с аморфным веществом, секундомер.
  6. ЦОР
  7. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/61f8437f-688f-dc72-4ea9-e1cb37845bbf/index.htm
  8. Рабочие листы к уроку.

Структура и содержание урока

Структура урока

Деятельность учителя

Оборудование

1. Оргмомент.

Приветствует класс. Надеюсь на плодотворную работу!

Разберите тела на кристаллические и аморфные.

В каком состоянии находятся эти вещества?

Набор тел, 2 чашки

Консультанты проверяют по рядам

2. Повторение

«История свечи» Майкл Фарадей цитата

Дем. Свеча и спичка в 4см загорается.

Почему загорается спичка?

(от конвекции до внутренней энергии) Какие еще виды теплопередачи вам известны?

Что такое теплопередача?

Какая энергия называется внутренней?

Свеча и спички

3. Актуализация знаний.

Прочитайте последние новости из Нобелевского комитета

Подчеркните знакомые физические термины (фазы материи, фазовые переходы, три состояния вещества)

 

статья

4. Целеполагание и мотивация.

 

Напоминаю Технику безопасности при наблюдении за горящей свечой

  • При работе со свечой и спичками соблюдай те особую осторожность.
  • Не наклоняйтесь очень близко к пламени, чтобы не обжечься.
  • Длинные распущенные волосы завяжите.

Зажгите свечи. Какой процесс вы наблюдаете?

Потушите свечи. Как называется наблюдаемый переход?

Сформулируйте тему сегодняшнего урока.

Какую цель вы ставите перед собой?

Свечи и спички

 

На доске тема урока «Плавление и отвердевание»

 

Цель: изучить особенности в поведении вещества при переходе из тв. состояния в жидкое и обратно.

4.Изложение нового материала

1) Плавление

Дем. Плавление парафина на листе и отвердевание в холодной воде.

Дайте определение процессу плавления.

Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением.

Что нужно для того, чтобы тело плавилось? Нагревать, передать некоторое количество теплоты.

Парафин, гор вода, холл вода.

 

2)Температура плавления

Дем. Температура плавления Л-микро или ресурс 27, урок 13 «Электронного пособия»

При какой температуре плавится лед?

При какой температуре плавится парафин?

 Как вы это определили?

Кристаллические тела плавятся при определенной температуре.

Как бы вы назвали температуру, при которой плавится тело?

Л-микро, парафин.

 

Применение знаний в новой учебной ситуации

 

3)Таблица 3 температур плавления

Вопросы. (Устно). Давайте поработаем с таблицей группами: 1 ряд вопросы 1 и 3; 2 ряд вопросы 2 и 4. Придумайте свой вопрос по таблице.

1ряд задает вопросы второму и наоборот.

  1. Назовите самый тугоплавкий металл. Ответ: вольфрам (нити накала в электрических лампочках).
  2. Назовите легкоплавкие вещества? Ответ: лед, цезий, калий, натрий.
  3. Есть ли металл, который можно расплавить в руке? Ответ: цезий.
  4. Можно ли расплавить серебро в алюминиевой ложке? Ответ: нет, т. к. tпл серебра больше tпл алюминия.
  5. Ваш вопрос

Групповая работа

 

Физкультминутка

 

4) Фазовые переходы: под музыку учащиеся показывают взаимное расположение и способ движения молекул в различных агрегатных состояниях.

 

Сам работа

 

5) Отвердевание (работа в парах)

Запишите краткие ответы на вопросы

Дайте определение процессу, обратному плавлению, отвердеванию (кристаллизации).

При каком условии начинается отвердевание? Тело должно остыть, отдать энергию.

Как называется температура, при которой тело отвердевает (кристаллизуется)?

Работа в парах

 

Фронтальная экспериментальная работа

 

6)Исследование плавления аморфного вещества.

Заполнение таблицы.

Имеет ли аморфное тело температуру плавления?

Вернемся к опыту

Ставит проблемный вопрос: «Почему не изменяется температура парафина при передаче ему количества теплоты?»

Чтобы решить проблемную задачу, обратимся к модели плавления тела (компьютерная модель явления).

сопоставляют два процесса и сделают вывод: «При плавлении парафина количества теплоты идет на разрушение кристаллической решетки, а не на увеличение температуры».

Калориметр, термометр, пробирка с аморфным веществом, секундомер.

Смотрят на экран и анализируют модель физического явления.

ЦОР

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/61f8437f-688f-dc72-4ea9-e1cb37845bbf/index.htm

 

5. Закрепление

Чем отличаются графики зависимости температуры от времени при отвердевании кристаллических и аморфных тел?

Как по графику изменения температуры вещества при нагревании от времени определить температуру плавления кристаллического тела?

Участвуют в фронтальной беседе, отвечая на вопросы учителя.

6.Домашнее задание.

Параграф 13,

практическая работа: построить график плавления аморфного тела, по желанию вырастить кристалл.

Записывают в дневник.

7. Рефлексия.

Заполните карточку для подведения итогов работы на уроке

Что узнали на уроке?

Что понравилось на уроке?

Сегодня на уроке вы познакомились с процессами плавления и отвердевания; узнали, что такое температура плавления и отвердевания, что температура не меняется, пока вещество плавится или кристаллизуется. А почему так происходит, вы узнаете на следующем уроке.

Высказывают свои суждения.

Карточка для подведения итогов работы на уроке.

Что происходит при плавлении?

  • Количество теплоты расходуется на увеличение кинетической энергии молекул.
  • Количество теплоты расходуется на увеличение скорости движения молекул.
  • Количество теплоты расходуется на увеличение амплитуды (размаха) колебаний молекул.
  • Количество теплоты расходуется на увеличение температуры вещества.
  • Количество теплоты расходуется на увеличение размеров молекул.
  • Количество теплоты не поступает к веществу, оно плавится само.

Источник: rosuchebnik.ru

Наличие определенной точки плавления — это важный признак кристаллических веществ. Именно по этому признаку их можно легко отличить от аморфных тел, которые также относят к твердым телам. К ним, в частности, относятся стекла, очень вязкие смолы, пластмассы.

Аморфные вещества (в отличие от кристаллических) не имеют определенной температуры плавления — они не плавятся, а размягчаются. При нагревании кусок стекла, например, снача­ла становится из твердого мягким, его легко можно гнуть или растягивать; при более высокой температуре кусок начинает менять свою форму под действием собственной тяжести. По мере на­гревания густая вязкая масса принимает форму того сосуда, в котором лежит. Эта масса сначала густая, как мед, затем — как сметана и наконец становится почти такой же маловязкой жидкос­тью, как вода. Однако указать определенную температуру перехода твердого тела в жидкое здесь невозможно, поскольку ее нет.

Причины этого лежат в коренном отличии строения аморфных тел от строения кристалличес­ких. Атомы в аморфных телах расположены беспорядочно. Аморфные тела по своему строению нэ.поминэ.ют экидкости. лс6 в твердом стекле атомы расположены беспорядочно. Значит, повы­шение температуры стекла лишь увеличивает размах колебаний его молекул, дает им постепенно все большую и большую свободу перемещения. Поэтому стекло размягчается постепенно и не обнаруживает резкого перехода «твердое—жидкое», характерного для перехода от расположения молекул в строгом порядке к беспорядочному.

Теплота плавления

Теплота плавления — это количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу при постоянном давлении и постоянной температуре, равной температуре плавления, чтобы полно­стью перевести его из твердого кристаллического состояния в жидкое.

Теплота плавления равна тому количеству теплоты, которое выделяется при кристалли­зации вещества из жидкого состояния.

При плавлении вся подводимая к веществу теплота идет на увеличение потенциальной энер­гии его молекул. Кинетическая энергия не меняется, поскольку плавление идет при постоянной температуре.

Изучая на опыте плавление различных веществ одной и той же массы, можно заметить, что для превращения их в жидкость требуется разное количество теплоты. Например, для того чтобы расплавить один килограмм льда, нужно затратить 332 Дж энергии, а для того чтобы расплавить 1 кг свинца — 25 кДж.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить крис­таллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние, называется удельной теплотой плавления.

Удельную теплоту плавления измеряют в джоулях на килограмм (Дж/кг) и обозначают гре­ческой буквой X (лямбда).

Удельная теплота кристаллизации равна удельной теплоте плавления, поскольку при крис­таллизации выделяется такое же количество теплоты, какое поглощается при плавлении. Так, например, при замерзании воды массой 1 кг выделяются те же 332 Дж энергии, которые нужны для превращения такой же массы льда в воду.

Чтобы найти количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического тела произ­вольной массы, или теплоту плавления, надо удельную теплоту плавления этого тела умножить на его массу:

Q = Хт.

Количество теплоты, выделяемое телом, считается отрицательным. Поэтому при расчете ко­личества теплоты, выделяющегося при кристаллизации вещества массой т, следует пользоваться той же формулой, но со знаком «минус»:

— Q = Хт.

Источник: ibrain.kz


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.