Schimbarea stării de agregare Topirea si Solidificarea

După cum vedeţi în această imagine, apa(ca şi alte substanţe),se poate găsi în trei stări de agregare:lichidă, solidă (gheaţa), şi gazoasă

(în stare de vapori, în nori)Modificarea temperaturii poate conduce la schimbarea stării de agregare. La 0°C apa se solidifică(îngheaţă), iar la 100°C fierbe si se vaporizează. Temperatura de topire coincide cu temperatura de solidificare !

In zilele geroase de iarnă, gheaţa are temperatura sub 0°C. Dacă se mai încălzeste până la fix 0°C , gheaţa începe să se topească !

In timpul topirii sau solidificării volumul substanţelor se modifică. De obicei, volumul scade la solidificare şi creşte la topire. Excepţie face apa care îşi măreşte volumul la îngheţare, de aceea, în zilele geroase de iarnă nu trebuie lăsată apa în radiatorul maşinii, fiindcă s-ar sparge radiatorul când apa îngheaţă. Ştiţi că şi o sticlă cu apă uitată în congelator se sparge când apa îngheaţă !

2. Topirea este transformarea unei substanţe din stare solidă în lichidă si se produce cu absorbţie de

căldura(când substanţa e încălzită)

Experiment-dacă punem un termometru într-un vas cu gheaţă scoasă din congelatorul de –4°C , încălzim vasul şi măsurăm temperatura din vas, observăm că gheaţa începe să se topească la 0°C, si apoi , deşi flacăra încălzeste vasul, temperatura din vas rămâne 0°C până la topirea ultimului cub de gheaţă, şi abia apoi, va mai creşte !!

concluzii:1.În timpul topirii(şi solidificării)temperatura rămâne constantă 2.Pentru a se topi, substanţa primeşte căldură. Căldura latentă specifică de topire ) este cantitatea de caldură necesară topirii unui kilogram de substanţă. Căldura necesară topirii unui corp cu masa m este: mQ

Fiecare substanţă are o anumita temperatura de topire/solidificare: fierul se topeşte la 1535°C, mercurul la –39°C, gheaţa la 0°C

3. Solidificarea este transformarea unei substanţe din stare solidă în lichidă(e fenomenul invers topirii) si se produce cu

cedare de căldură

Prin solidificare, un corp cedează căldura pe care a absorbit-o la topire: mQ

Topirea şi solidificarea metalelor e folosită în metalurgie: metalul topit se toarnă în forme, obţinând piese. Fonta topită,(ca şi apa) se dilată la solidificare şi umple complet forma.

1. Temperatura de topire este : A) mai mare ; B) mai mică ; C) egală cu temperatura de solidificare

2. Prin îngheţare, apa se dilată, 100cm³ de apă transformându-se în 109cm³ de gheaţă. Câtă gheaţă se obtine din 5 Litri de apă?

3. Conductele de apă rece sunt învelite în material izolator, şi îngropate în pământ. De ce crezi că se procedează aşa, deşi e costisitor ?

Întrebari , Exercitii

• 1. O persoană uită o sticlă de coca-cola(“sticla” din plastic, cu capacitate calorică neglijabilă) în congelator până îngheaţă

• I. Câtă căldură este necesară pentru topirea unei sticle cu coca-cola de 500g , îngheţată în congelator , la 0° C ? (ştim căldura latentă specifică de topire = 333KJ/Kg =333000J/Kg) ;

• II. Dar pentru a topi 500 g de coca-cola îngheţată si încălzi la temperatura +10° C pentru a putea fi băută, dacă e scoasă din congelator îngheţată la -4°C?(ştim si căldura specifică a coca-cola: c1 =2100 J/KgK în stare îngheţată-solidă, si c2= 4180 J/KgK în stare lichida)

4. Probleme rezolvate

Rezolvare: I. Transformăm masa în unitatea internaţională: m=250g =0,25KgCăldura de topire pentru coca-cola îngheţată la 0°C este: JmQ 166500 II. Pentru a topi coca-cola îngheţată la -4°C trebuie întâi încălzită gheaţa până la 0°C , prin căldura JCKgKJkgTcmQ 42004/21005,011 Căldura de topire pentru coca-cola îngheţată ajunsă la 0°C este:

JmQ Topire 1665002 Căldura necesară încălzirii coca-cola de la 0°C la +10°C este: TcmQ 3

JCKKg

JKgQ 209001041805,03

In total, Căldura necesară topirii si încălzirii coca-cola de la -4°C la +10°C este:JJJJQQQQ Topiretotal 191600209001665004200321

5. Probleme

• 6. Câtă căldură este necesară pentru topirea unui cub de gheaţă de 500 g de 0°C ? (ştim căldura latenta specifica de topire = 333KJ/Kg) ;

4. De ce, în zilele geroase de iarnă nu trebuie lăsată apa în radiatorul masinii ? Ce fenomen fizic se produce si cum se explica ?

•7. O “sticlă” din plastic, cu capacitate calorică neglijabilă, e umplută cu apă( 800g apă) si lăsată în congelator până îngheaţă la temperatura -10°C

•I. Câtă căldură este necesară pentru a topi gheaţa ? (ştim căldura latentă specifică de topire = 333KJ/Kg si căldura specifică a apei :c=4180 J/KgK )

8. Vara , pentru a ne răcori, putem bea coca-cola cu gheaţă: într-un pahar de 100g cocacola punem un cub de gheaţă de 10g cu temperatura –5°C(din congelator)

9.Câtă căldură e necesară pentru topirea unei piese din aluminiu cu masa de 1kg si temperatura iniţială 20°C ? Pentru aluminiu:temperatura de topire este 660°C , căldura latentă specifică de topire = 400KJ/Kg, căldura specifică c = 900J/KgK

5. Care e fenomenul invers solidificării?

II. După topirea cubului de gheată, coca-cola s-a răcit, ajungând să aibă 10°C . Ce temperatură a avut iniţial cocacola? Neglijaţi capacitatea calorică a paharulului

I. Câtă căldură este necesară pentru topirea cubului de gheaţă? Ştiţi: =333KJ/Kg , si căldura specifică a apei si cocacola c=4180 J/KgK, si a gheţii cg=2100 J/KgK

Această lecţie face parte dintr-un set de lecţii pentru gimnaziu şi liceu destinat îmbunătăţirii predării fizicii cu ajutorul

calculatorului.Lecţiile computerizate pot conţine simulări de procese fizice,

experimente virtuale, animaţii, imagini sugestive, şi sunt concepute şi pentru a fi mai atractive pentru elevi.

Pentru a vedea pagina anterioară, faceţi click pe săgeată

Pentru a vedea pagina anterioară, faceţi click pe săgeată

Pentru a vedea lectia de la început, faceţi click pe casă

Pentru a vedea lectia de la început, faceţi click pe casă