TÁNÍ A TUHNUTÍ

Jestliže má soustava v rovnovážném stavu ve všechčástech stejné fyzikální a chemické vlastnosti,(např. hustotu, strukturu, chemické složení...) nazývá se fáze.

Fáze jsou:- skupenství látky (led, voda, vodní pára),- struktury stejné látky (diamant, grafit).

Přechod látky z jedné fáze do druhé se nazývá fázová přeměna.

Fázové přeměny jsou také změny skupenství.

tánídesublimace

pevná látka

kapalná látkaplynná látka

vypařování

tuhnutí

kondenzace

sublimace

Skupenské přeměny

Tání

Zahříváme-li těleso z krystalické látky, zvyšuje se jehoteplota a po dosažení teploty tání tt se přeměňuje nakapalinu téže teploty.

Graf táníGrafická závislost teploty tělesa t na přijatém teple Q

Krystalická látka přijímá teplo - zvětšuje se kinetická ener-gie kmitavého pohybu částic. Částice zvětšují rozkmity avzdálenost mezi sebou - narůstá jejich potenciální energie.

J

Q

Co

t

ot

Dosáhne-li látka teploty tání, narušuje se vazba mezičásticemi mřížky - mřížka se rozpadá, látka taje.

J

Q

Co

t

ot

tt

1Q

Graf táníGrafická závislost teploty tělesa t na přijatém teple Q

Ačkoli při tání látka přijímá teplo, její teplota se nemění. Nemění se střední kinetická energie částic. Zvětšuje se jejichstřední potenciální energie, neboli také vnitřní energie tělesa.

J

Q

Co

t

ot

tt

1Q

Graf táníGrafická závislost teploty tělesa t na přijatém teple Q

Aby všechna látka roztála, musí při teplotě tání tt přijmoutskupenské teplo tání Lt.

J

Q

Co

t

ot

tt

1Q tL

Graf táníGrafická závislost teploty tělesa t na přijatém teple Q

Skupenské teplo tání Lt

je teplo, které přijme těleso z krystalické látky při teplotětání, aby se přeměnilo na kapalinu téže teploty.

Měrné skupenské teplo tání lt

je teplo, které přijme těleso z krystalické látky o hmot-nosti 1 kg při teplotě tání, aby se přeměnilo na kapalinutéže teploty.

m

Ll t

t

m

Ll t

t kg

J 1J.kg

Další příjem tepla znamená zahřívání látky už v kapalnémskupenství.

J

Q

Co

t

ot

tt

1Q tL

Graf táníGrafická závislost teploty tělesa t na přijatém teple Q

Když krystalická látka přijímá teplo, zvětšuje se Ek

kmitavého pohybu částic. Částice zvětšují rozkmity,čímž se zvětšuje střední vzdálenost mezi nimi.Při teplotě tání tt se rozkmity zvětší natolik, že senarušuje vazba mezi částicemi mřížky, mřížka serozpadá, látka taje. V různých látkách jsou vazebné síly různě velké,proto látka při daném vnějším tlaku taje při určitéteplotě.

Celkové přijaté teplo Q při tání tělesa

Q1 - teplo potřebné k zahřátí pevného tělesa na teplotu tt Lt - skupenské teplo táníQ2 - teplo potřebné k zahřátí kapalného tělesa na teplotu t1

J

Q

Co

t

ot

tt

1Q tL

1t

2Q

)( otledu1 ttmcQ

)( t1vody2 ttmcQ

mlL tt

2t1 QLQQ

Křivka táníje grafické znázornění závislosti teploty tání látkyna tlaku.

K

T

Pa

p

Olovo - s rostoucím tlakem se zvyšuje teplota tání.Led - s rostoucím tlakem se snižuje teplota tání.

ledolovo

K

T

Pa

p

A A

Regelace ledu (znovuzmrznutí)

Pod zatíženým drátem je velký tlak a teplota tání nižšínež 0 oC. Nad drátem voda znovu zamrzne.

m

Ll t

t

Měrné skupenské teplo tuhnutí je teplo, které odevzdákapalné těleso o hmotnosti 1 kg při teplotě tuhnutí, abyse přeměnilo na pevnou látku téže teploty.

Teplota tuhnutí látky se rovná teplotě tání.

TuhnutíOchlazujeme-li kapalinu, která vznikla táním krystalickélátky, mění se při teplotě tuhnutí na pevné těleso - tuhne.

lt - měrné skupenské teplo tuhnutíLt - skupenské teplo tuhnutí

V okamžiku ztuhnutí se krystalky navzájem dotýkají atvoří zrna.

TuhnutíOchlazením kapaliny na teplotu tuhnutí se vlivemvazebných sil tvoří krystalizační jádra.

Jak se změní vnitřní energie tělesa z cínu s hmotností 3 kg a teplotou tání, přemění-li se z pevného skupenství na kapalné se stejnou teplotou?

zvětší se o U = 0,18 MJ

Řešte úlohu:

Led o hmotnosti 1 kg a počáteční teplotě -10 oC se přeměnil na vodu o teplotě 20 oC při normálním tlaku. Vypočítejte celkové přijaté teplo ledem při této přeměně.

Q = 439 kJ

cledu = 2,1 kJ .kg-1.K-1

cvody = 4,2 kJ .kg-1.K-1

tt (ledu)= 0 oClt (ledu) = 334 kJ .kg-1

Řešte úlohu:

Měrné skupenské teplo tání je teplo, které:

a) přijme těleso z krystalické látky při teplotě tuhnutí, aby se přeměnilo na kapalinu téže teploty,

b) přijme těleso z krystalické látky při teplotě tání, aby se přeměnilo na kapalinu téže teploty,

c) přijme těleso z amorfní látky při teplotě tání, aby se přeměnilo na kapalinu téže teploty,

d) přijme těleso z amorfní látky při teplotě tuhnutí, aby se přeměnilo na kapalinu téže teploty.

Test

1

Souvislost mezi měrným skupenským teplem tání,skupenským teplem tání a hmotností tělesa je:

m

lL t

t a)

Test

2

m

Ll t

t b)

mlL tt c) mLl tt d)

Jednotkou veličiny měrné skupenské teplo topení je:

1t J.kg a) l

Test

3

.kgJ b) -1t l

1t J.K c) l .KJ d) -1

t l

Vyberte správné tvrzení:

a) Přijímá-li krystalická látka teplo, zvětšuje se Ek

kmitavého pohybu částic. Částice zvětšují rozkmity, čímž se zvětšuje střední vzdálenost mezi nimi.

b) Teplota tuhnutí látky se rovná teplotě tání.

c) Přechod látky z jedné fáze do druhé se nazývá fázová přeměna.

d) Regelace vody je znovuzamrznutí vody.

Test

4