Page 46 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PROMOCJA

1.5 Przemiany energii w procesach topnienia i parowania

Podejmij temat O O Dlaczego podczas topnienia lodu jego temperatura nie wzrasta mimo
dostarczanej energii?

Proces topnienia substancji

Poznałeś już proces topnienia i krzepnięcia substancji i znasz je również z życia
codziennego. Wiesz, że w czasie topnienia ciała stałego zmieniają się odległo-
ści między jego cząsteczkami i ciało zmienia swój stan na ciekły.
Ciała o budowie krystalicznej, w których cząsteczki ułożone są regularnie,
zmieniają swój stan skupienia w stałej temperaturze. Przeprowadzimy do-
świadczenie, aby to sprawdzić. Zastanowimy się również, co się dzieje z ener-
gią wewnętrzną podczas procesu topnienia substancji.

Doświadczenie 11.

Obserwujemy topnienie substancji
Hipoteza: Podczas procesu topnienia temperatura ciała się nie zmienia.
Niezbędne przedmioty: zlewka 250 ml (szklanka), jedno niewysokie większe
naczynie (może być niska zlewka), 2 termometry, około
0,25 kg pokruszonego lodu, około pół kostki masła (lub
kubeczek masła roślinnego), gorąca woda
Wykonanie:
• Wrzuć pokruszony lód do zlewki (szklanki) i wstaw termometr tak, aby
zbiorniczek termometru przykryty był lodem. Obserwuj wskazania termometru
do momentu całkowitego stopienia się substancji i potem jeszcze przez chwilę.
• Zlewkę z masłem (lub kubeczek masła roślinnego) wstaw do naczynia
z gorącą wodą. Włóż do masła termometr tak, aby cały zbiorniczek
termometru był w maśle, obserwuj jego wskazania do czasu, aż masło
w całości się stopi, a potem jeszcze przez chwilę.

Obserwacje:
• Termometr umieszczony w lodzie wskazuje cały czas 0°C (blisko 0°C) do momentu całkowitego stopienia lodu.
• W trakcie topnienia masła temperatura cały czas rośnie.

Wniosek: Temperatura topnienia lodu (w normalnych warunkach, tzn. przy ciśnieniu atmosferycznym 1013 hPa) wynosi
0°C. Temperatura nie zmienia się, dopóki całe ciało krystaliczne się nie stopi. Aby sieć została rozerwana,
musi wzrosnąć wzajemna energia potencjalna cząsteczek, które muszą się od siebie oddalić. W tym czasie
średnia energia kinetyczna ich ruchu nie zmienia się, czyli temperatura pozostaje stała. Dostarczana energia
(ciepło) z zewnątrz jest zużywana na zburzenie sieci krystalicznej – stopienie lodu. Jeśli ciągle będziemy
dostarczać energii (ciepła), temperatura cieczy powstałej z ciała stałego podniesie się.
Masło jest ciałem bezpostaciowym (amorficznym), w którym cząsteczki nie są ułożone w sposób regularny.
W miarę dostarczania ciepła masło staje się miękkie i topi się, a temperatura praktycznie cały czas rośnie.

44