ГЛАВА 22. УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. ВЛАЖНОСТЬ
При исследовании энергетического баланса нагревания или охлаждения тел, когда меняется их агрегатное состояние, необходимо учитывать затраты энергии на плавление и испарение и выделение энергии при кристаллизации и конденсации (формулы (22.6), (22.7)).
Следует, однако, иметь в виду, что существование определенной температуры плавления характерно не для всех твердых тел, а только для тел, обладающих кристаллической структурой. Однако помимо таких твердых тел существуют и твердые тела другого типа, которые называются аморфными. Плавление этих тел происходит постепенно: с ростом температуры эти тела становятся все более мягкими и пластичными, а затем постепенно «все более и более жидкими». Такие свойства аморфных тел связаны с тем, что у них нет кристаллической структуры, они, фактически, являются жидкостями с очень большой вязкостью, которая убывает с ростом температуры. К аморфным телам относятся стекло, воск, органические полимеры.
Рассмотрим пример задачи на тепловой баланс изменения агрегатного состояния.
Пример 22.2. В медный сосуд, имеющий температуру , положили лед массой при температуре . В результате в сосуде оказалось льда, смешанного с водой. Определить массу сосуда . Удельные теплоемкость меди и льда - и соответственно. Удельная теплота плавления льда . Тепловым потерями пренебречь.
Решение. Так как потери тепла отсутствуют, то теплота, отданная сосудом, полностью расходуется на нагревание и таяние льда. Поскольку в конечном состоянии имеется равновесие воды и льда, конечная температура воды, льда и сосуда равна = 0 °С. Поэтому сосуд отдал количество теплоты
Это количество теплоты расходуется на нагревание всего льда от температуры до температуры плавления и превращение массы льда − в воду, для чего необходимо количество теплоты