Elemente de termodinamică.

Transformări de stare de agregare

F-5. 

Topirea şi solidificarea

 Activitatea experimentală 5-1

Investighează topirea gheţii. Lucrează acasă.

Pasul 1. Pregăteşte cuburi de gheaţă în congelatorul frigiderului.

Pasul 2. Sfărâmă câteva cuburi de gheaţă şi pune−le într−un pahar transparent. Pune în gheaţă un termometru de cameră (figura 5−1).


 Figura 5-1. Topirea gheţii.

Pasul 3. Observă atent ce se întâmplă cu gheaţa din pahar şi urmăreşte indicaţiile termometrului. Amestecă din când în când cu o linguriţă, pentru omogenizarea temperaturii.

 Numim topire transformarea unei substanţe din stare solidă în stare lichidă. Topirea are loc cu absorţie de căldură (căldura latentă de topire).

Pentru o substanţă solidă având particulele ordonat aranjate, la o presiune dată, există o anumită temperatură la care agitaţia termică devine suficient de intensă pentru ca aranjarea ordonată să se "destrame": solidul se topeşte − devine lichid. Căldura latentă de topire este necesară pentru "ruperea" legăturilor dintre particulele solidului.

Când lichidul eliberează energie sub formă de căldură, legăturile caracteristice stării solide se refac: lichidul se transformă în solid.

 Numim solidificare transformarea unei substanţe din stare lichidă în stare solidă. Solidificarea are loc cu eliberare de căldură (căldura latentă de solidificare).

Tabelul 5−1 prezintă temperaturile de topire/solidificare la presiune atmosferică normală şi căldurile latente specifice de topire/solidificare pentru câteva substanţe.

Tabelul 5-1. Temperaturi de topire (Tt) la presiune atmosferică normală şi călduri latente specifice de topire (λt).

Substanţa Tt
(K)
λt
(kJ/kg)
gheaţă 273 333
mercur 234 12
plumb 600 26
aluminiu 932 380
oţel 1810 270

Poţi calcula cantitatea de căldură schimbată cu mediul în timpul topirii sau solidificării unei cantităţi de masă m a unei substanţe, astfel:

Vei folosi semnul "+" în cazul topirii (căldură primită) şi semnul "−" în cazul solidificării (căldură cedată).