Preskočiť na obsah
atlas.

Topenie a tuhnutie

Prečo teplomer v pohári s ľadom a vodou drží nulu, aj keď pohár stojí v teplej izbe?

Čo sa naučíš

  • Vysvetlím teplotnú plošinu pri topení.
  • Odliším kryštalickú látku od amorfnej.

Experiment

Energia najprv ohreje ľad, potom ho pri 0 °C topí a až potom zohrieva vodu. Hmotnosť ľadu a vody ostáva v súčte rovnaká. Amorfný režim plošinu nemá.

Načítavam simuláciu…

Vyskúšaj

Ostane teplota na nule, kým sa ľad topí?

Oddeliť ohrev ľadu od topenia.

  1. Nastav 0,1 kg, −10 °C a 20 kJ.
  2. Pozri teplotu a hmotnosť vody.
Aká bude teplota?

Teplota je 0 °C.

Overenie pochopenia

Koľko joule treba na roztopenie 0,2 kg ľadu, ktorý už má 0 °C? lt = 334 000 J/kg.

J

Amorfná vzorka v modeli:

Vysvetlenie

Pri 20 kJ a 0,1 kg ľadu z −10 °C je teplota 0 °C a časť vzorky je už voda. Ďalšia energia najprv dokončí topenie.

Pri kryštalickej látke sa pri teplote topenia energia spotrebuje na uvoľnenie častíc z mriežky. Teplota zmesi ľadu a vody sa preto nemení. Skupenské teplo topenia ľadu je 334 kJ/kg. Amorfná látka, napríklad sklo v tomto ilustračnom modeli, mäkkne v intervale a teplota stále rastie. Hmotnosť sa nestráca: ľad sa mení na vodu.

Pojmy

Topenie
Premena tuhej látky na kvapalinu.
Tuhnutie
Opačný dej. Energia sa odovzdáva okoliu.
Skupenské teplo
Energia na premenu skupenstva pri stálej teplote.

Príklad

Nápoj s ľadom ostáva blízko 0 °C, kým sa kocky neroztopia. Až potom teplota stúpa.

Čo sa často mýli

  • Nula stupňov na teplomere neznamená, že sa energia neprijíma.
  • Topenie nie je var.

Čo model zjednodušuje

Tlak je normálny a látka je čistá voda. Soľ na ceste teplotu topenia zníži, to model nepočíta. Amorfný režim je ilustrácia, nie tabuľka konkrétneho skla.

Vzorce

Teplo topenia

Q=mltQ = m l_t

Energia na roztopenie už ohriatej tuhej látky pri teplote topenia.

Q
teplo, J
m
hmotnosť, ktorá sa topí, kg
l_t
merné skupenské teplo topenia, J/kg

Kedy platí: Teplota sa počas topenia nemení. Pre ľad pri normálnom tlaku je lt 334 000 J/kg.

Súvisiace lekcie