Состояние вещества. Тепловые процессы - Тепловые процессы

Физический словарик

Сублимация (от лат. sublimare - возносить) - переход вещества при нагревании из твердого в газообразное состояние, минуя жидкое.

Фаза (от греч. phasis - появление) - стадия в развитии явления или процесса.

Интересный факт

Гелий - газ, который сжижается при 4 К, т. е. при температуре, близкой к абсолютному нулю. Жидкий гелий замечателен тем, что, как бы ни понижали температуру при нормальном давлении, он не переходит в твердое состояние. Это единственное вещество с такой особенностью. Другое замечательное свойство жидкого гелия в 1932 г. открыл нидерландский физик Виллем Хендрик Кеезом. При понижении температуры жидкого гелия после точки кипения (до ≈ 2,2 К) кипение жидкости внезапно прекращалось, ее поверхность становилась абсолютно гладкой, и дальнейшее испарение шло без признаков кипения. Кеезом назвал это явление сверхтеплопроводностью.

Советский ученый П. Л. Капица также заинтересовался удивительными свойствами жидкого гелия. Экспериментируя, он обнаружил сверхтекучие свойства жидкого гелия. Петр Леонидович о своем открытии говорил так: «Мне в жизни в первый раз удалось найти такое фундаментальное свойство вещества. Я много делал экспериментов в разных областях, но это уже вопрос везения или невезения. Когда такой случай подвернулся, нельзя было его упускать. Таких интересных явлений в природе еще немало. Чем явление непонятнее, чем больше оно противоречит современным взглядам, тем оно значительнее. Распутывать эти явления и должна передовая наука». В 1978 г. П. Л. Капице была присуждена Нобелевская премия.

Фазы вещества и тепловые процессы

1. Конденсация.

2. Испарение.

3. Кристаллизация, или отвердевание.

4. Плавление.

5. Сублимация.

Задачи на перевод единиц в СИ

4,5 г = 0,0045 кг

2,7 т = 2 700 кг

450 см³ = 0,00045 м³

3,45 кДж = 3 450Дж

0,08 МДж = 80 000 Дж

13 МДж/кг = 13 000 000 Дж/кг

30 мин = 1 800 с

45 кВт = 45 000 Вт

24 кДж = 24 000 Дж

Качественные задачи и вопросы

1. Могут ли быть в жидком состоянии кислород и водород? (Да.)

2. Могут ли быть в газообразном состоянии железо и золото? (Да.)

3. Кусок свинца нагрели, и он перешел в жидкое состояние. Как при этом изменились скорость движения молекул, их расположение, внутренняя энергия вещества? (Скорость движения молекул увеличилась, внутренняя энергия увеличилась.)

4. Воду испарили. Как при этом изменились скорость движения молекул, расстояние между ними, внутренняя энергия воды? (Скорость движения молекул, расстояние между молекулами, внутренняя энергия воды увеличились.)

Задачи с техническим содержанием

1. Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов имеют клапаны для выхода газов. Откуда в резервуарах появляются газы? (Испаряются с поверхности жидкости.)

2. Поршень отливают из алюминия. Одинакова ли внутренняя энергия алюминия в жидком и твердом состояниях, если в том и другом случае температура вещества 660 °С? (В жидком состоянии внутренняя энергия больше.)

3. Углекислотные огнетушители заряжают сжиженным углекислым газом. Почему при действии огнетушителя из него выходит не струя жидкости, а «углекислый снег» - плотное беловатое облако газа? На чем основано тушение пожара таким огнетушителем? (При испарении сжиженного углекислого газа энергия поглощается, пары углекислого газа и водяные пары, содержащиеся в воздухе, образуют кристаллики «снега». Углекислый газ понижает температуру и препятствует доступу кислорода в зону горения.)

4. Что произойдет, если космонавт, выйдя из корабля в открытый космос, откроет сосуд с водой? (При малом давлении вода начнет кипеть и быстро испаряться, при этом вода в сосуде резко охлаждается и затвердевает. Процесс испарения с поверхности замерзшей воды будет продолжаться, но более медленно.)

Задачи для любителей литературы

1. «Сейчас он (Дроздовский), голый по пояс, играя крепкими мускулами гимнаста, ходил на виду у солдат подле сугроба и, наклоняясь, молча и энергично растирался снегом. Легкий пар шел от его гибкого юношеского торса, от плеч, от чистой, безволосой груди; и в том, как он умывался и растирался пригоршнями снега, было что-то демонстративно упорное» (Ю.В. Бондарев. Горячий снег).

О каких состояниях воды идет речь в этом отрывке? (О твердом - снег, жидком - на теле Дроздовского снег тает, и газообразном - влага испаряется, но виден пар - капельки конденсированной воды)

По загадкам

2. Над водою - ушко,

Под водою - брюшко. (Айсберг.)

О каких состояниях воды идет речь в загадке? (О твердом и жидком.)

3. Через нос проходит в грудь

И обратный держит путь.

Он невидимый, и все же

Без него мы жить не можем. (Воздух.)

Может ли воздух быть в твердом и жидком состояниях? (Да.)

4. Добывают на дне морском из водорослей, хорошо лечит ранки, а дети его боятся. (Йод.)

В каком состоянии может находиться йод: в твердом, жидком или газообразном? (Во всех трех.)

5. Под острым гребнем из металла

Сосна и липа застонали. (Пила.)

Почему при распиле древесины пила нагревается? Может ли железо быть в газообразном состоянии? (Механическая работа превратилась во внутреннюю энергию. Железо может быть в твердом, в жидком и газообразном состояниях.)

Проверка знаний и умений.

Физический диктант

1	2
1. Горением называется... (...процесс соединения молекул горючего с кислородом, при котором выделяется энергия). 2. Удельная теплоемкость показывает... (...какое количество теплоты необходимо для нагревания 1 кг вещества па 1 °С). 3. Переход из твердой фазы в жидкую фазу называется... (...плавлением). 4. Переход из твердой фазы в газообразную фазу называется... (...сублимацией).	1. Количеством теплоты называется... (...энергия, которую тело получает или отдает при теплопередаче). 2. Удельная теплота сгорания топлива показывает... (... какое количество теплоты выделяется при сгорании 1 кг топлива). 3. Переход из жидкой фазы в газообразную фазу называется... (...испарением). 4. Переход из газообразной фазы в жидкую фазу называется... (...конденсацией).

Кроссворд

1. Процесс превращения вещества из жидкого состояния в твердое. 2. Мельчайшая частица вещества. 3. Один из видов теплопередачи. 4. Величина, характеризующая способность тела совершать работу. 5. Прибор для измерения температуры. 6. Процесс интенсивного испарения вещества по всему объему жидкости. 7. Величина, характеризующая быстроту движения. 8. Процесс, обратный кристаллизации.

Ответы: 1 - отвердевание, 2 - атом, 3 - излучение, 4 - энергия, 5 - термометр, 6 — кипение, 7 - скорость, 8 — плавление.

Ключевое слово: возгонка.