Schmelzen und Kristallisieren. Spezifische Schmelzwärme verschiedener Stoffe

In dieser Lektion werden wir das Konzept der „spezifischen Fusionswärme“ untersuchen. Dieser Wert charakterisiert die Wärmemenge, die 1 kg eines Stoffes bei seinem Schmelzpunkt zugeführt werden muss, damit dieser vom festen in den flüssigen Zustand (oder umgekehrt) übergeht.

Wir werden die Formel untersuchen, um die Wärmemenge zu ermitteln, die zum Schmelzen eines Stoffes erforderlich ist (oder bei der Kristallisation freigesetzt wird).

Thema: Aggregatzustände der Materie

Lektion: Spezifische Schmelzwärme

Diese Lektion ist dem Hauptmerkmal des Schmelzens (Kristallisierens) eines Stoffes gewidmet – der spezifischen Schmelzwärme.

In der letzten Lektion haben wir die Frage angesprochen: Wie verändert sich die innere Energie eines Körpers beim Schmelzen?

Wir haben herausgefunden, dass die innere Energie des Körpers zunimmt, wenn Wärme zugeführt wird. Gleichzeitig wissen wir, dass die innere Energie eines Körpers durch ein Konzept wie die Temperatur charakterisiert werden kann. Wie wir bereits wissen, ändert sich die Temperatur beim Schmelzen nicht. Daher könnte der Verdacht aufkommen, dass es sich um ein Paradoxon handelt: Die innere Energie steigt, aber die Temperatur ändert sich nicht.

Die Erklärung für diese Tatsache ist ganz einfach: Die gesamte Energie wird für die Zerstörung des Kristallgitters aufgewendet. Der umgekehrte Vorgang ist ähnlich: Bei der Kristallisation werden die Moleküle eines Stoffes zu einem System verbunden, während überschüssige Energie abgegeben und von der äußeren Umgebung aufgenommen wird.

Durch verschiedene Experimente konnte festgestellt werden, dass derselbe Stoff unterschiedlich viel Wärme benötigt, um ihn vom festen in den flüssigen Zustand umzuwandeln.

Dann wurde beschlossen, diese Wärmemengen mit der gleichen Substanzmasse zu vergleichen. Dies führte zum Auftreten einer Eigenschaft wie der spezifischen Schmelzwärme.

Definition

Spezifische Schmelzwärme- die Wärmemenge, die 1 kg eines bis zum Schmelzpunkt erhitzten Stoffes zugeführt werden muss, um ihn vom festen in den flüssigen Zustand zu überführen.

Die gleiche Menge wird bei der Kristallisation von 1 kg Substanz freigesetzt.

Sie wird durch die spezifische Schmelzwärme (griechischer Buchstabe, gelesen als „Lambda“ oder „Lambda“) bezeichnet.

Einheiten: . In diesem Fall gibt es in der Dimension keine Temperatur, da sich die Temperatur beim Schmelzen (Kristallisieren) nicht ändert.

Um die zum Schmelzen eines Stoffes erforderliche Wärmemenge zu berechnen, wird die Formel verwendet:

Wärmemenge (J);

Spezifische Schmelzwärme (, die in der Tabelle gesucht wird;

Masse der Substanz.

Wenn ein Körper kristallisiert, wird dies mit einem „-“-Zeichen gekennzeichnet, da Wärme freigesetzt wird.

Ein Beispiel ist die spezifische Schmelzwärme von Eis:

. Oder die spezifische Schmelzwärme von Eisen:

.

Die Tatsache, dass die spezifische Schmelzwärme von Eis größer war als die spezifische Schmelzwärme von Eisen, sollte nicht überraschen. Die Wärmemenge, die ein bestimmter Stoff zum Schmelzen benötigt, hängt von den Eigenschaften des Stoffes ab, insbesondere von der Energie der Bindungen zwischen den Teilchen dieses Stoffes.

In dieser Lektion haben wir uns mit dem Konzept der spezifischen Fusionswärme befasst.

In der nächsten Lektion lernen wir, wie man Probleme beim Erhitzen und Schmelzen kristalliner Körper löst.

Referenzliste

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2. Coole Physik ().
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Hausaufgaben

Beim Schmelzen wird das Raumgitter des kristallinen Körpers zerstört. Dieser Prozess erfordert eine bestimmte Menge Energie aus einer externen Quelle. Dadurch erhöht sich beim Schmelzvorgang die innere Energie des Körpers.

Die Wärmemenge, die ein Körper benötigt, um am Schmelzpunkt vom festen in den flüssigen Zustand überzugehen, wird Schmelzwärme genannt.

Im Prozess der Verfestigung des Körpers hingegen nimmt die innere Energie des Körpers ab. Der Körper gibt Wärme an umliegende Körper ab. Nach dem Energieerhaltungssatz ist die von einem Körper beim Schmelzen (bei der Schmelztemperatur) aufgenommene Wärmemenge gleich der Wärmemenge, die dieser Körper beim Erstarren (bei der Erstarrungstemperatur) abgibt.

Spezifische Schmelzwärme

Die Schmelzwärme hängt von der Masse des schmelzenden Stoffes und seinen Eigenschaften ab. Die Abhängigkeit der Schmelzwärme von der Art des Stoffes wird durch die spezifische Schmelzwärme dieses Stoffes charakterisiert.

Die spezifische Schmelzwärme eines Stoffes ist das Verhältnis der Schmelzwärme eines Körpers dieses Stoffes zur Masse des Körpers.

Bezeichnen wir die Schmelzwärme mit Q pl , Körpergewichtsbuchstabe T und spezifische Schmelzwärme mit dem Buchstaben λ . Dann

So wird ein kristalliner Körper zum Schmelzen gebracht M Am Schmelzpunkt ist eine Wärmemenge erforderlich

(8.8.2)

Kristallisationswärme

Nach dem Energieerhaltungssatz ist die bei der Kristallisation eines Körpers (bei der Kristallisationstemperatur) freigesetzte Wärmemenge gleich

(8.8.3)

Aus Formel (8.8.1) folgt, dass die spezifische Schmelzwärme in SI in Joule pro Kilogramm ausgedrückt wird.

Die spezifische Schmelzwärme von Eis ist recht hoch: 333,7 kJ/kg. Die spezifische Schmelzwärme von Blei beträgt nur 23 kJ/kg, die von Gold 65,7 kJ/kg.

Die Formeln (8.8.2) und (8.8.3) werden bei der Lösung von Problemen zur Erstellung von Wärmebilanzgleichungen verwendet, wenn es um das Schmelzen und Erstarren kristalliner Körper geht.

Die Rolle der Wärme beim Schmelzen von Eis und bei der Kristallisation von Wasser in der Natur

Die Aufnahme von Wärme beim Schmelzen des Eises und ihre Abgabe beim Gefrieren von Wasser haben einen erheblichen Einfluss auf Veränderungen der Lufttemperatur, insbesondere in der Nähe von Gewässern. Sie alle haben wahrscheinlich bemerkt, dass es bei starkem Schneefall meist wärmer wird.

Die hohe spezifische Schmelzwärme von Eis ist sehr wichtig. Damals, Ende des 18. Jahrhunderts. Der schottische Wissenschaftler D. Black (1728-1799), der die Existenz der Schmelz- und Kristallisationswärme entdeckte, schrieb: „Wenn Eis keine nennenswerte Schmelzwärme hätte, müsste im Frühjahr die gesamte Eismasse schmelzen.“ in wenigen Minuten oder Sekunden, da die Wärme der Luft kontinuierlich auf das Eis übertragen wird. Aber dann wären die Folgen schrecklich: Denn auch in der jetzigen Situation kommt es zu großen Überschwemmungen und starken Wasserströmen, wenn große Eis- und Schneemassen schmelzen.“

Weltraumraketendüse

Lassen Sie uns ein interessantes technisches Beispiel für die praktische Nutzung der Schmelz- und Verdampfungswärme geben. Bei der Herstellung einer Düse für eine Weltraumrakete ist zu berücksichtigen, dass der aus der Raketendüse austretende Gasstrom eine Temperatur von etwa 4000 °C hat. In der Natur gibt es praktisch keine Materialien, die in reiner Form solchen Temperaturen standhalten könnten. Daher muss man auf alle möglichen Tricks zurückgreifen, um das Düsenmaterial während der Kraftstoffverbrennung zu kühlen.

Die Düse wird pulvermetallurgisch hergestellt. In den Formhohlraum wird feuerfestes Metallpulver (Wolfram) gegeben. Anschließend wird es einer Kompression unterzogen. Das Pulver wird gesintert, wodurch eine poröse Struktur wie Bimsstein entsteht. Anschließend wird dieser „Bimsstein“ mit Kupfer imprägniert (sein Schmelzpunkt beträgt nur 1083 °C).

Das resultierende Material wird Pseudolegierung genannt. Abbildung 8.31 zeigt ein Foto der Mikrostruktur einer Pseudolegierung. Vor dem weißen Hintergrund des Wolframrahmens sind unregelmäßig geformte Kupfereinschlüsse sichtbar. Diese Legierung kann erstaunlicherweise auch bei der Temperatur der bei der Kraftstoffverbrennung entstehenden Gase, also über 4000 °C, für kurze Zeit funktionieren.

Dies geschieht wie folgt. Zunächst steigt die Temperatur der Legierung, bis sie den Schmelzpunkt von Kupfer erreicht T 1 (Abb. 8.32). Danach ändert sich die Düsentemperatur nicht mehr, bis das gesamte Kupfer geschmolzen ist (Zeitintervall von τ 1 zu τ 2 ). Anschließend steigt die Temperatur wieder an, bis das Kupfer kocht. Dies geschieht bei der Temperatur T 2 = 2595 °C, niedriger als der Schmelzpunkt von Wolfram (3380 °C). Bis das gesamte Kupfer verdampft ist, ändert sich die Düsentemperatur nicht mehr, da das verdampfende Kupfer dem Wolfram Wärme entzieht (Zeitintervall von τ 3 zu τ 4 ). Natürlich wird die Düse für längere Zeit nicht funktionieren. Nachdem das Kupfer verdampft ist, beginnt sich das Wolfram wieder zu erhitzen. Allerdings läuft das Raketentriebwerk nur wenige Minuten und während dieser Zeit hat die Düse keine Zeit, zu überhitzen und zu schmelzen.

Thema: „Schmelzen und Kristallisieren.

Spezifische Schmelz- und Kristallisationswärme

Lernziele:

Als Ergebnis der Unterrichtsarbeit müssen die Studierenden die Definition der Begriffe „Schmelzen“, „Kristallisation“, „Schmelztemperatur“, „spezifische Schmelz- und Kristallisationswärme“ erlernen; in der Lage sein, die Unveränderlichkeit von Temperatur- und Energieumwandlungen bei Schmelz- und Kristallisationsprozessen zu erklären; Analysieren Sie das Diagramm der Abhängigkeit der Körpertemperatur von der Zeit ihrer Erwärmung und das Diagramm der Abkühlung der erhitzten Flüssigkeit. kennen die Formel zur Berechnung der Wärmemenge, die zum Schmelzen (Kristallisieren) eines Körpers erforderlich ist.

Während des Unterrichts.

Organisatorischer Moment (1 Minute).
Wiederholung des Gelernten (4 Minuten)

Frontalvermessung.

1. In welchen Aggregatzuständen kann derselbe Stoff existieren?

2. Was bestimmt diesen oder jenen Aggregatzustand eines Stoffes?

3. Was sind die Merkmale der molekularen Struktur von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen?

4. Übergänge sind möglich: von fest zu flüssig, von flüssig zu gasförmig, von gasförmig zu fest und umgekehrte Übergänge: von fest zu gasförmig, von gasförmig zu flüssig, von flüssig zu fest. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Übergängen und den ihnen entsprechenden Phänomenen her. (Der Lehrer benennt das Phänomen, die Schüler bestimmen, welchem ​​Übergang dieses Phänomen entspricht).

T → F: schmelzendes Eis, schmelzendes Metall;

F → G: Dampfbildung beim Sieden von Wasser; Verdunstung von Wasser;

T → G: Geruch von Mottenkugeln, Verdunstung von Trockeneis;

F → T: Gefrieren von Wasser;

G → F: Tau, Nebelbildung;

G → T: Musterbildung an Fenstern im Winter.

In der Natur gibt es einen Wasserkreislauf. Verdunstung von Wasser, Bildung von Nebel, Wolken, Schnee, Tau... Um die in der Natur ablaufenden Prozesse zu verstehen und steuern zu können, muss man die Bedingungen kennen, unter denen die Umwandlung eines Aggregatzustands der Materie in erfolgt ein anderes geschieht.

Einführung in das Thema der Lektion.

Heute lernen wir in der Lektion die Übergänge eines Stoffes vom festen in den flüssigen Zustand, vom flüssigen in den festen Zustand, also den Prozess des Schmelzens kristalliner Körper und seinen umgekehrten Prozess – den – genauer kennen Prozess der Kristallisation.

Neues Material lernen. (20 Minuten)
Experimentelle Studie

Die Studierenden identifizieren das Problem, das Ziel und die Hypothese der Studie.

Forschungsproblem: Bestimmung, wie sich die Temperatur von Eis ändert, wenn es erhitzt und geschmolzen wird.

Zweck der Studie: Untersuchung der Temperaturänderung während verschiedener Prozesse – Erhitzen und Schmelzen von Eis, Erstellen eines Diagramms der Abhängigkeit der Eistemperatur von der Zeit.

Wir gehen davon aus, dass beim Erhitzen von Eis die Temperatur auf die Schmelztemperatur ansteigt, bei der das Eis schmilzt, ohne dass sich die Temperatur ändert.

Begründung der Hypothese: Die Schmelztemperatur von Eis beträgt 0 °C, das Eis erwärmt sich also zunächst auf die Schmelztemperatur. Da das Schmelzen ein Prozess ist, der bei einer konstanten Temperatur abläuft, steigt die Temperatur des Eises nicht an, bis sich das gesamte Eis in Wasser verwandelt hat.

Ausrüstung:

Kalorimeter. Zerstoßenes Eis. Thermometer. Uhr.

Fortschritt der Studie:

Geben Sie zerstoßenes Eis in das Kalorimeter. Messen Sie die Temperatur des Eises. Führen Sie weiterhin in regelmäßigen Abständen Messungen durch. Tragen Sie die Messergebnisse in die Tabelle ein.

Tabelle 1. Experimentelle Daten für die Studie

Zeitraum, f, s
Thermometerwerte t, оС

Zeichnen Sie anhand der Messdaten ein Diagramm. Schlussfolgerungen.

Die Temperatur des Eises stieg bis sie 0 °C erreichte, und so fand der Erwärmungsprozess statt, die Temperatur des Eises stieg. Sobald die Temperatur den Wert 0 erreichte, begann das Eis zu schmelzen und veränderte sich lange Zeit nicht (bis das Eis schmolz). Und sobald das gesamte Eis geschmolzen war, begann die Temperatur wieder zu steigen. Wir können also sagen, dass der Erwärmungsprozess mit steigender Temperatur und der Schmelzprozess bei konstanter Temperatur stattfindet.

Wir haben festgestellt, dass die Temperatur des Eises zunächst ansteigt und dann bei Erreichen von 0°C (das Eis beginnt zu schmelzen) unverändert bleibt, bis das gesamte Eis geschmolzen ist.

Den Übergang eines Stoffes vom festen in den flüssigen Zustand nennt man Schmelzen.

Die Temperatur, bei der der Übergang von fest zu flüssig erfolgt, wird Schmelzpunkt genannt. Der Schmelzpunkt verschiedener Stoffe ist ein Tabellenwert.

Erinnern

Für jeden Stoff gibt es eine Temperatur, oberhalb derer er unter bestimmten Bedingungen nicht in einem festen Zustand vorliegen kann. Der Schmelzvorgang erfordert Energie. Die Temperatur eines Stoffes ändert sich beim Schmelzen nicht.
Sehen Sie sich den Prozess der Erstarrung von Flüssigkeiten per Video an.

Der Vorgang des Übergangs eines Stoffes vom flüssigen in den festen Zustand wird als Kristallisation bezeichnet.

Wenn ein Stoff schmilzt, gewinnt er Energie. Bei der Kristallisation hingegen wird es an die Umgebung abgegeben.

Erinnern:

Für jeden Stoff gibt es eine Temperatur, bei der der Stoff vom flüssigen in den festen Zustand übergeht (Kristallisationstemperatur). Der Aushärtungsprozess geht mit der Freisetzung von Energie einher. Die Temperatur bleibt während der Kristallisation konstant.

Schlussfolgerungen: Schmelzen und Kristallisieren sind zwei gegensätzliche Prozesse. Im ersten Fall nimmt der Stoff Energie von außen auf und im zweiten Fall gibt er sie an die Umgebung ab.

PHYSIKALISCHE MINUTE

Betrachten Sie ein Diagramm des Schmelzens und Kristallisierens von Eis.

Analyse des Schmelz- und Kristallisationsdiagramms und seine Erklärung basierend auf der Kenntnis der molekularen Struktur des Stoffes. Jeder Stoff hat seinen eigenen Schmelzpunkt und diese Temperatur bestimmt die Einsatzgebiete von Feststoffen im Alltag und in der Technik. Refraktärmetalle werden zur Herstellung hitzebeständiger Strukturen in Flugzeugen und Raketen, Kernreaktoren usw. verwendet.
Spezifische Schmelz- und Kristallisationswärme.

Eine physikalische Größe, die numerisch der Wärmemenge entspricht, die ein fester Körper mit einem Gewicht von 1 kg am Schmelzpunkt aufnimmt, um in einen flüssigen Zustand überzugehen, wird als spezifische Schmelzwärme bezeichnet.

l – spezifische Schmelz- und Kristallisationswärme.

Eine physikalische Größe, die angibt, wie viel Wärme erforderlich ist, um 1 kg einer am Schmelzpunkt aufgenommenen kristallinen Substanz in eine Flüssigkeit umzuwandeln, wird als spezifische Schmelzwärme bezeichnet.

In SI wird die spezifische Schmelz- und Kristallisationswärme in Joule pro Kilogramm gemessen.

IY. Qualitätsprobleme lösen. (5 Minuten)

Die Temperatur des Gasbrenners beträgt 5000 C. Welche Materialien können für Kochgeschirr verwendet werden? (Aus Materialien, deren Schmelzpunkt über 5000 C liegt). Welches Metall schmilzt in Ihrer Handfläche? (Cäsium) Warum schmilzt Eis in einem Raum nicht sofort, wenn es aus der Kälte hereingebracht wird? (Das Eis muss bis zum Schmelzpunkt erhitzt werden, und das braucht Zeit.) Analyse des Schmelz- und Erstarrungsdiagramms.

Für welche Stoffe werden die Diagramme erstellt? Wie haben Sie das festgestellt? Antwort: Das obere (rote) Diagramm ist für Blei erstellt, da Blei bei einer Temperatur von 327 °C schmilzt und der LM-Abschnitt des Diagramms genau dem Schmelzprozess entspricht. Die untere (grüne) Grafik ist für Zinn dargestellt, da der Schmelzpunkt von Zinn bei 232 °C liegt. Welche Substanz brauchte länger zum Schmelzen? Welcher Stoff kristallisierte schneller?

Y. TRIZ-Probleme lösen (5 Min.)

Ein Eisennagel wird in ein Glas Wasser geworfen, aber er fällt nicht auf den Boden des Glases? Warum? (Wasser in festem Zustand) Herstellung von „Sirupflaschen“-Bonbons. (Der Sirup wird gefroren und über heiße Schokolade gegossen) Wie entfernt man Sedimente aus einem kohlensäurehaltigen Getränk? (Drehen Sie die Flasche um und stellen Sie sie auf Eis. Beim Entkorken der Flasche bleiben Sedimente und ein Teil der erstarrten Flüssigkeit auf dem Korken zurück.)

YI. Konsolidierung des untersuchten Materials. (5 Minuten)

OPTION Nr. 1

OPTION Nr. 2

1. Der Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den festen Zustand wird genannt A. Schmelzen. B. Verbreitung. B. Kristallisation. D. Heizung. D. Kühlung. 2. Gusseisen schmilzt bei einer Temperatur von 1200 0C. Was lässt sich über die Erstarrungstemperatur von Gusseisen sagen? A. Kann jeder sein. B. Gleich 1200 0C. B. Oberhalb des Schmelzpunktes D. Unterhalb des Schmelzpunktes. 3. Kann man es in einem Kupfergefäß schmelzen? B. Es ist unmöglich. 4. Während des Fluges steigt die Temperatur der Außenfläche der Rakete auf 1500 - 2000 0C. Welche Metalle werden für die Außenverkleidung verwendet? A. Eisen. B. Platin. G. Wolfram. 5. Welcher Abschnitt des Diagramms charakterisiert den Prozess der Erwärmung eines Festkörpers? T, 0C A. AB.

1. Der Übergang eines Stoffes vom festen in den flüssigen Zustand wird genannt A. Kühlung. B. Kristallisation. B. Verbreitung. D. Heizung. D. Schmelzen. 2. Zinn härtet bei einer Temperatur von 232 0C aus. Was können Sie über seinen Schmelzpunkt sagen? A. Oberhalb der Aushärtetemperatur B. Kann jeder sein. B. Gleich 232 0C. D. Unterhalb der Aushärtungstemperatur 3. Ist es möglich, Blei in einem Zinkgefäß zu schmelzen? B. Es ist unmöglich. 4. Ein Gas mit einer Temperatur von 800–1100 0C strömt aus der Düse eines Düsenflugzeugs. Aus welchen Metallen kann eine Düse hergestellt werden? B. Blei. B. Aluminium. 5. Welcher Abschnitt des Diagramms charakterisiert den Schmelzprozess? T, 0C A. AB.

1 Option	Option 2

YII. Zusammenfassung der Lektion. (2 Min.) Zusammenfassung der Lektion. Noten für die Arbeit vergeben.

Hausaufgabe: §9, 10, Übung 8 (1-3). Kreative Aufgabe: Finden Sie interessante Fakten über die niedrigste Temperatur und die höchste Temperatur.

Routenführung

Gestaltung einer Physikstunde in

Physiklehrer, Staatliche Bildungseinrichtung „Sekundarschule Nr. 42“

Unterrichtsthema: Schmelzen und Kristallisieren. Spezifische Schmelz- und Kristallisationswärme

Unterrichtsart: Unterricht zum Erlernen und ersten Festigen neuen Wissens.

Der Zweck des Unterrichts: die Vertiefung und Systematisierung des Wissens der Schüler über die Struktur der Materie sicherzustellen; Bringen Sie den Schülern bei, das Wesen thermischer Phänomene wie Schmelzen und Kristallisieren zu verstehen. Beherrschung des Konzepts der „spezifischen Schmelzwärme“ und der Formel zur Berechnung der zum Schmelzen erforderlichen Wärmemenge; Bildung von Fähigkeiten zur Analyse von Energieumwandlungen beim Schmelzen und Kristallisieren von Materie.

Lernziele:

Lehrreich: Untersuchung der Verhaltensmerkmale einer Substanz beim Übergang von fest zu flüssig und zurück; Erklären Sie den Graphen des Schmelzens und Erstarrens, erklären Sie die Prozesse des Schmelzens und Erstarrens anhand der molekularen Struktur des Stoffes.

Entwicklung: Weiterbildung positiver Lernmotive, Entwicklung der Selbständigkeit bei der Durchführung und Beobachtung von Experimenten, Vermittlung der praktischen Anwendung des erworbenen Wissens.

Lehrreich: Weltanschauungsbildung am Beispiel thermischer Prozesse fortsetzen, Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge aufzeigen, Bedeutung von Wissen und Können am Beispiel der Analyse qualitativer Probleme aufzeigen.

Demonstrationen und Ausrüstung für das Experiment: Untersuchung der Abhängigkeit der Schmelztemperatur von Eis von der Zeit (Kalorimeter, Thermometer, Uhr, zerstoßenes Eis, Alkohollampe, Stativ), Videofilm über die Kristallisation von Wasser, Tabelle der Schmelztemperaturen einiger Stoffe , Tabelle der spezifischen Schmelzwärme einiger Stoffe, Diagramm des Schmelzens und der Kristallisation.

Unterrichtsschritte	Etappenziele	Lehreraktivitäten	Studentische Aktivitäten	Techniken, Methoden, Ausrüstung	Ergebnis
I. Organisations- und Motivationsphase	Schaffen Sie eine emotionale Stimmung für die Zusammenarbeit.	Zeigt eine freundliche Haltung gegenüber Kindern. Organisiert Aufmerksamkeit und Bereitschaft für den Unterricht.	Sie begrüßen einander mit einem Lächeln. Sie hören zu und machen sich bereit für die Arbeit.	verbal	Begrüßen Sie einander und zeigen Sie psychologische Kooperationsbereitschaft
II. Phase der Wissensaktualisierung	Entwickeln Sie Intelligenz und Interesse am Thema	Organisiert die Arbeit der Studierenden, um zuvor gelerntes Material zu überprüfen	Fragen beantworten	Kollektiv, individuell	Überprüfen Sie Ihr Verständnis des zuvor untersuchten Materials
III Vermittlung des Themas und der Ziele des Unterrichts	Bieten Aktivität zur Festlegung der Unterrichtsziele	Erstellt eine Problemsituation, erklärt die Lernaufgabe,	Beantworten Sie Fragen und formulieren Sie den Zweck der Lektion	Verbal, visuell. Schaffung einer problematischen Situation bei der Festlegung des Unterrichtszwecks. Präsentation	Fähigkeit, den Zweck der Lektion zu bestimmen
IV. Bearbeitung des Unterrichtsthemas	Zeigen Sie Verständnis und Verständnis für das Thema	Bildet die Fähigkeit, sich durch die Umsetzung einer experimentellen Aufgabe selbstständig Wissen anzueignen.	Führen Sie eine experimentelle Aufgabe durch, nehmen Sie an einem Gespräch teil	Problemsuche, visuell, verbal. Eine Problemsituation für die kreative Suche schaffen	Wahrnehmung, Verständnis und primäres Auswendiglernen des untersuchten Materials
V. Minute des Sportunterrichts	Lindern Sie Stress, der mit geistiger und körperlicher Belastung verbunden ist.	Organisiert eine Sportpause	Übungen machen	Frontal	Linderung von Verspannungen im Zusammenhang mit geistigem und körperlichem Stress.
VI. Qualitative Probleme und TRIZ-Probleme lösen (10 Min.)	Entwickeln Sie Fähigkeiten und Fertigkeiten zur Lösung körperlicher Probleme und wenden Sie erworbenes theoretisches Wissen in der Praxis in einer bestimmten Situation an	Organisiert die Aktivitäten der Schüler bei der Lösung von Problemen und sorgt für die Kontrolle über deren Umsetzung	Probleme lösen	Individuelle und kollektive Arbeit der Studierenden	Fähigkeit, Wissen in der Praxis anzuwenden und verschiedene Techniken zur Lösung von Problemen einzusetzen
VII. Vertiefung des Gelernten (5 Min.)	Überprüfen Sie Ihr Verständnis des Materials und identifizieren Sie Lücken in Ihrem Verständnis des Materials.	Organisiert die selbstständige Arbeit der Studierenden.	Führen Sie Aufgaben auf verschiedenen Ebenen aus und testen Sie	Teilsuche, Einzelperson, Gruppe.	Fähigkeit, Wissen bei selbstständiger Arbeit anzuwenden
VIII. Hausaufgabe (1 Minute)	Stärken Sie die Fähigkeit, Hausaufgaben gemäß dem Algorithmus zu erledigen	Organisiert eine Gruppendiskussion über Hausaufgaben Bietet Erklärungen zu Hausaufgaben.	Sie vertiefen sich in das Wesentliche der Hausaufgaben und verstehen es.	Verbal,	Hausaufgaben verstehen
IX. Zusammenfassung der Lektion, Reflexion (2 Min.)	Fassen Sie das Wissen zum Thema der Lektion zusammen. Bewerten Sie die Leistungen der Schüler. Bestimmen Sie die Einstellung der Schüler zum Unterricht und zu gemeinsamen Aktivitäten	Bildet eine angemessene Beurteilung der Erreichung der Unterrichtsziele Ermutigt die Schüler, ihre Aktivitäten im Unterricht, ihre Gefühle und ihre Stimmung zu bewerten	Analysiert seine Aktivitäten, zeigt anhand von Symbolen seine Einstellung zum Unterricht, seine Gefühle und seine Stimmung.	Verbal, analytisch. Selbstanalyse, Selbstwertgefühl.	Zufriedenheit mit der geleisteten Arbeit, emotionaler Abschluss des Unterrichts.

Um einen festen Stoff zu schmelzen, muss er erhitzt werden. Und beim Erhitzen eines Körpers wird ein merkwürdiges Merkmal festgestellt

Die Besonderheit besteht darin, dass die Körpertemperatur bis zum Schmelzpunkt ansteigt und dann stoppt, bis der gesamte Körper in einen flüssigen Zustand übergeht. Nach dem Schmelzen beginnt die Temperatur wieder anzusteigen, wenn natürlich weiter erhitzt wird. Das heißt, es gibt eine Zeitspanne, in der wir den Körper erwärmen, aber er erwärmt sich nicht. Wohin geht die Wärmeenergie, die wir verbrauchen? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir in das Innere des Körpers schauen.

In einem Feststoff sind die Moleküle in einer bestimmten Reihenfolge in Form von Kristallen angeordnet. Sie bewegen sich praktisch nicht, sondern oszillieren nur leicht an Ort und Stelle. Damit ein Stoff in einen flüssigen Zustand übergeht, muss den Molekülen zusätzliche Energie zugeführt werden, damit sie der Anziehung benachbarter Moleküle in den Kristallen entkommen können. Durch die Erwärmung des Körpers geben wir den Molekülen die nötige Energie. Und bis alle Moleküle genügend Energie erhalten und alle Kristalle zerstört sind, steigt die Körpertemperatur nicht an. Experimente zeigen, dass verschiedene Stoffe gleicher Masse unterschiedlich viel Wärme benötigen, um sie vollständig zu schmelzen.

Das heißt, es gibt einen bestimmten Wert, von dem es abhängt Wie viel Wärme muss ein Stoff aufnehmen, um zu schmelzen?. Und dieser Wert ist für verschiedene Stoffe unterschiedlich. Diese Größe wird in der Physik als spezifische Schmelzwärme eines Stoffes bezeichnet. Auch hier wurden als Ergebnis von Experimenten die Werte der spezifischen Schmelzwärme für verschiedene Stoffe ermittelt und in speziellen Tabellen gesammelt, aus denen diese Informationen entnommen werden können. Die spezifische Schmelzwärme wird mit dem griechischen Buchstaben λ (Lambda) angegeben und die Maßeinheit ist 1 J/kg.

Formel für die spezifische Schmelzwärme

Die spezifische Schmelzwärme ergibt sich aus der Formel:

Dabei ist Q die Wärmemenge, die erforderlich ist, um einen Körper der Masse m zu schmelzen.

Auch hier ist aus Experimenten bekannt, dass Stoffe beim Erstarren die gleiche Wärmemenge abgeben, die zum Schmelzen erforderlich war. Moleküle verlieren Energie, bilden Kristalle und können der Anziehung anderer Moleküle nicht widerstehen. Und auch hier sinkt die Körpertemperatur nicht, bis der gesamte Körper ausgehärtet ist und die gesamte Energie, die für sein Schmelzen aufgewendet wurde, freigesetzt wird. Das heißt, die spezifische Fusionswärme zeigt sowohl, wie viel Energie aufgewendet werden muss, um einen Körper der Masse m zu schmelzen, als auch, wie viel Energie freigesetzt wird, wenn ein bestimmter Körper erstarrt.

Beispielsweise beträgt die spezifische Schmelzwärme von Wasser im festen Zustand, also die spezifische Schmelzwärme von Eis, 3,4 * 105 J/kg. Mit diesen Daten können Sie berechnen, wie viel Energie erforderlich ist, um Eis beliebiger Masse zu schmelzen. Wenn Sie auch die spezifische Wärmekapazität von Eis und Wasser kennen, können Sie genau berechnen, wie viel Energie für einen bestimmten Prozess erforderlich ist, z. B. das Schmelzen von 2 kg schwerem Eis bei einer Temperatur von 30 °C und das Bringen des resultierenden Wassers zum Kochen. Solche Informationen für verschiedene Stoffe sind in der Industrie sehr wichtig, um die tatsächlichen Energiekosten bei der Herstellung jeglicher Güter zu berechnen.

http://sernam. ru/book_phis_t1.php? id=272

§ 269. Spezifische Schmelzwärme

Wir haben gesehen, dass ein Gefäß mit Eis und Wasser, das in einen warmen Raum gebracht wird, sich erst erwärmt, wenn das gesamte Eis geschmolzen ist. In diesem Fall wird aus Eis bei gleicher Temperatur Wasser gewonnen. Zu diesem Zeitpunkt fließt Wärme in das Eis-Wasser-Gemisch und folglich erhöht sich die innere Energie dieses Gemisches. Daraus müssen wir schließen, dass die innere Energie von Wasser bei gleicher Temperatur größer ist als die innere Energie von Eis. Da die kinetische Energie von Molekülen, Wasser und Eis gleich ist, ist die Erhöhung der inneren Energie beim Schmelzen eine Erhöhung der potentiellen Energie der Moleküle

Die Erfahrung zeigt, dass das oben Gesagte für alle Kristalle gilt. Beim Schmelzen eines Kristalls ist es notwendig, die innere Energie des Systems kontinuierlich zu erhöhen, während die Temperatur des Kristalls und der Schmelze unverändert bleibt. Typischerweise kommt es zu einem Anstieg der inneren Energie, wenn eine bestimmte Wärmemenge auf den Kristall übertragen wird. Das gleiche Ziel kann durch Arbeitsleistung, beispielsweise durch Reibung, erreicht werden. Die innere Energie einer Schmelze ist also immer größer als die innere Energie derselben Kristallmasse bei derselben Temperatur. Das bedeutet, dass die geordnete Anordnung der Teilchen (im kristallinen Zustand) einer geringeren Energie entspricht als die ungeordnete Anordnung (in der Schmelze).

Die Wärmemenge, die erforderlich ist, um eine Masseneinheit eines Kristalls in eine Schmelze derselben Temperatur umzuwandeln, wird als spezifische Schmelzwärme des Kristalls bezeichnet. Sie wird in Joule pro Kilogramm ausgedrückt.

Beim Erstarren eines Stoffes wird die Schmelzwärme freigesetzt und auf umliegende Körper übertragen.

Die Bestimmung der spezifischen Schmelzwärme von feuerfesten Körpern (Körpern mit hohem Schmelzpunkt) ist keine leichte Aufgabe. Die spezifische Schmelzwärme eines niedrig schmelzenden Kristalls wie Eis kann mit einem Kalorimeter bestimmt werden. Nachdem wir eine bestimmte Menge Wasser einer bestimmten Temperatur in das Kalorimeter gegossen und eine bekannte Eismasse hineingeworfen haben, die bereits zu schmelzen begonnen hat, d. h. eine Temperatur hat, warten wir, bis das gesamte Eis schmilzt und die Temperatur des Wassers erreicht ist Das Kalorimeter nimmt einen konstanten Wert an. Unter Verwendung des Energieerhaltungssatzes werden wir eine Wärmebilanzgleichung (§ 209) aufstellen, die es uns ermöglicht, die spezifische Schmelzwärme von Eis zu bestimmen.

Die Wassermasse (einschließlich des Wasseräquivalents des Kalorimeters) sei gleich der Eismasse – , der spezifischen Wärmekapazität von Wasser – , der Anfangstemperatur von Wasser – , der Endtemperatur – und der spezifischen Schmelzwärme von Eis - . Die Wärmebilanzgleichung hat die Form

.

In der Tabelle Tabelle 16 zeigt die spezifische Schmelzwärme einiger Stoffe. Bemerkenswert ist die hohe Schmelztemperatur des Eises. Dieser Umstand ist sehr wichtig, da er das Schmelzen des Eises in der Natur verlangsamt. Wäre die spezifische Fusionswärme viel geringer, wären die Frühjahrsüberschwemmungen um ein Vielfaches stärker. Wenn wir die spezifische Fusionswärme kennen, können wir berechnen, wie viel Wärme erforderlich ist, um einen Körper zu schmelzen. Wenn der Körper bereits bis zum Schmelzpunkt erhitzt ist, muss nur noch Wärme aufgewendet werden, um ihn zu schmelzen. Wenn die Temperatur unter dem Schmelzpunkt liegt, müssen Sie immer noch Wärme zum Erhitzen aufwenden. Tabelle 16.

269.1. Eisstücke werden in ein Gefäß mit Wasser geworfen, gut geschützt vor Hitzeeinwirkung von außen. Wie viel Eis kann hineingeworfen werden, damit es vollständig schmilzt, wenn sich bei 500 g Wasser im Gefäß befinden? Die Wärmekapazität des Gefäßes kann im Vergleich zur Wärmekapazität des darin befindlichen Wassers als vernachlässigbar angesehen werden. Die spezifische Wärmekapazität von Eis beträgt

http://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-641

01.06.2014 Ein Eimer enthält eine Mischung aus Wasser und Eis mit einer Masse von m=10 kg. Der Eimer wurde in den Raum gebracht und sofort begann man, die Temperatur der Mischung zu messen. Die resultierende Abhängigkeit der Temperatur von der Zeit T(ph) ist in Abb. dargestellt. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt cw = 4,2 J/(kg⋅K), die spezifische Schmelzwärme von Eis beträgt l = 340 kJ/kg.

Bestimmen Sie die Eismenge in ml, die sich im Eimer befand, als er in den Raum gebracht wurde. Vernachlässigen Sie die Wärmekapazität des Eimers. Lösung: Wie aus der Grafik ersichtlich ist, änderte sich die Temperatur der Mischung in den ersten 50 Minuten nicht und blieb gleich 0∘C. Während dieser ganzen Zeit wurde die Wärme, die die Mischung aus dem Raum aufnahm, zum Schmelzen des Eises genutzt. Nach 50 Minuten war das gesamte Eis geschmolzen und die Wassertemperatur begann zu steigen. In 10 Minuten (von f1=50 auf f2=60min) stieg die Temperatur um DT=2∘C. Die dem Wasser aus dem Raum während dieser Zeit zugeführte Wärme beträgt q=c×m×T=84 kJ. Das bedeutet, dass in den ersten 50 Minuten die Wärmemenge Q=5q=420 kJ aus dem Raum in die Mischung gelangte. Diese Wärme wurde genutzt, um die Masse ml Eis zu schmelzen: Q = ml. Somit beträgt die Eismasse in einem in den Raum gebrachten Eimer ml=Q/l≈1,2 kg.

http://www.msuee.ru/html2/med_gidr/l3_4.html