Как можно доказать различное состояние веществ
ПлавлениеНеттакого твердого тела, которое сколько угодно противостояло бы повышениютемпературы. Рано или поздно твердый кусочек превращается в жидкость;правый, в некоторых случаях нам не удастся добраться до температурыплавления - может произойти химическое разложение.По меревозрастания температуры молекулы движутся все интенсивнее. Наконец,наступает такой момент, когда поддержание порядка "среди сильно"раскачавшихся" молекул становится невозможным. Твердое тело плавится.Самой высокой температурой плавления обладает вольфрам: 3380°С. Золотоплавится при 1063°С, железо - при 1539°С. Впрочем, есть и легкоплавкиеметаллы. Ртуть, как хорошо известно, плавится уже при температуре -39°С.Органические вещества не имеют высоких температур плавления. Нафталинплавится при 80°С, толуол - при -94,5°С.Измерить температуруплавления тела, в особенности если оно плавится в интервале температур,которые измеряют обычным термометром, совсем нетрудно. Совсем необязательно следить глазами за плавящимся телом. Достаточно смотреть нартутный столбик термометра. Пока плавление не началось, температура теларастет (рис. 4.5). Как только плавление начинается, повышениетемпературы прекращается, и температура останется неизменной, покапроцесс плавления не закончится полностью.Каки превращение жидкости в пар, превращение твердого тела в жидкостьтребует тепла. Необходимая для этого теплота называется скрытой теплотойплавления. Например, плавление одного килограмма льда требует 80 ккал.Ледотносится к числу тел, обладающих большой теплотой плавления. Плавлениельда требует, например, в 10 раз больше энергии, чем плавление такой жемассы свинца. Разумеется, речь идет о самом плавлении, мы здесь неговорим, что до начала плавления свинца его надо нагреть до +327°С.Из-за большой теплоты плавления льда замедляется таяние снега.Представьте себе, что теплота, плавления была бы в 10 раз меньше. Тогдавесенние паводки приводили бы ежегодно к невообразимым бедствиям.Итак, теплота плавления льда велика, но она же и мала, если ее сравнить с удельной теплотой парообразования в 540 ккал/кг(в семь раз меньше). Впрочем, это различие совершенно естественно.Переводя жидкость в пар, мы должны оторвать молекулы одну от другой, апри плавлении нам приходится лишь разрушить порядок в расположениимолекул, оставив их почти на тех же расстояниях. Ясно, что во второмслучае требуется меньше работы.Наличие определенной точкиплавления есть важный признак кристаллических веществ. Именно по этомупризнаку их легко отличить от других твердых тел, называемых аморфнымиили стеклами. Стекла встречаются как среди неорганических, так и средиорганических веществ. Оконные стекла делаются обычно из силикатов натрияи кальция; на письменный стол кладут часто органическое стекло (егоназывают еще плексиглас).Аморфные вещества в противоположностькристаллам не имеют определенной температуры плавления. Стекло неплавится, а размягчается. При нагревании кусок стекла сначала становитсяиз твердого мягким, его легко можно гнуть или растягивать; при болеевысокой температуре кусок начинает изменять свою форму под действиемсобственной тяжести. По мере нагревания густая вязкая масса стеклапринимает форму того сосуда, в котором оно лежит. Эта масса сначалагуста, как мед, потом - как сметана и, наконец, становится почти такойже маловязкой жидкостью, как вода. При всем желании мы не можем здесьуказать определенной температуры перехода твердого тела в жидкое.Причины этого лежат в коренном отличии строения стекла от строениякристаллических тел. Как говорилось выше, атомы в аморфных телахрасположены беспорядочно. Стекла по строению напоминают жидкости, Уже втвердом стекле молекулы расположены беспорядочно. Значит, повышениетемпературы стекла лишь увеличивает размах колебаний его молекул, даетим постепенно все большую и большую свободу перемещения. Поэтому стеклоразмягчается постепенно и не обнаруживает резкого перехода "твердое" -"жидкое", характерного для перехода от расположения молекул в строгомпорядке к беспорядочному расположению.Когда речь шла о кривойкипения, мы рассказали, что жидкость и пар могут, хотя и в неустойчивомсостоянии, жить в чужих областях - пар можно переохладить и перевестивлево от кривой кипения, жидкость - перегреть и оттянуть вправо от этойкривой.Возможны ли аналогичные явления в случае кристалла с жидкостью? Оказывается, аналогия тут неполная.Еслинагреть кристалл, то он начнет плавиться при своей температуреплавления. Перегреть кристалл не удастся. Напротив, охлаждая жидкость,можно, если принять некоторые меры, сравнительно легко "проскочить"температуру плавления. В некоторых жидкостях удается достигнуть большихпереохлаждений. Есть даже такие жидкости, которые легко переохладить, атрудно заставить кристаллизоваться. По мере охлаждения такой жидкостиона становится все более вязкой и наконец затвердевает,некристаллизуясь.
Подпишись на наш канал в телеграм. Там мы даём ещё больше полезной информации для школьников!
