Конспект уроку

1. 61
Урок 17/2
ТЕМА. Температура плавлення. Обчислення кількості теплоти
під час плавлення (тверднення) тіл
Мета уроку: ввести поняття «плавлення» і «твердіння», «температу-
ра плавлення», «температура твердіння».
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
Обладнання: відеофрагменти «Процес танення льоду», «Процес
тверднення льоду»; посудина з водою, посудина з танучим льодом, про-
бірка, гіпосульфат, термометр, електрична плитка.
ХІД УРОКА
I. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ
 У яких агрегатних станах може перебувати речовина? (Твердо-
му, рідкому і газоподібному)
 Які види твердих тіл існують у природі? (Кристалічні і аморфні)
 Як влаштовано тверде кристалічне тіло? (Має строгий порядок
розташування молекул, тобто кристалічну решітку.)
 Які особливості будови рідин? (Молекули розташовані близько
одна до одної, але без певного порядку.)
 Які особливості будови газів? (Відстані між молекулами набагато
більші від розмірів власне молекул.)
Учні виступають з підготовленими вдома доповідями «Засто-
сування кристалів», «Спостереження за вирощуванням кристалів
у домашніх умовах»
II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ
1. Як змінюється характер руху молекул під час переходу з твер-
дого стану в рідкий? (Швидкість їхнього руху збільшується.)
2. Як змінюється розташування молекул? (Проміжки між молекула-
ми збільшуються.)
3. Як змінюється внутрішня енергія речовини? (Внутрішня енергія
речовини збільшується.)
4. Чи змінюються молекули речовини під час плавлення? (Самі
молекули не змінюються.)
III. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
 Процес переходу речовини з твердого стану в рідкий називають плав-
ленням.

2. 62 Уроки фізики. 8 клас. Розділ 1. Теплові явища
Процес переходу речовини з рідкого стану у твердий назива-
ють кристалізацією (твердненням).
Кожна речовина плавиться або кристалізується за певної тем-
ператури.
 Температуру, за якої речовина плавиться, називають температу-
рою плавлення. Температура, за якої речовина твердне, називають
температурою кристалізації.
За температури плавлення речовина може перебувати як у рід-
кому, так і у твердому стані. Під час підведення додаткового тепла
речовина перейде в рідкий стан, а температура не змінюватиметь-
ся, доки вся речовина в системі не розплавиться. У разі відведення
зайвого тепла (охолодження) речовина буде переходити в твердий
стан (застигати) і, доки вона не застигне повністю, температура не
зміниться.
Температура кристалізації збігається з температурою плавлен-
ня лише для чистої речовини.
Ми вже знаємо, що тверді тіла поділяються на аморфні та
кристалічні (рис. 11). Прикладами аморфних тіл є віск, пластилін,
скло, пластмаса тощо. До кристалічних речовин належать всі ме-
тали, сплави, оксиди, основи та кислоти у твердому стані.
а б
Рис. 11
Для плавлення кристалічних тіл потрібно попередньо нагріти
їх до певної температури — температури плавлення ( tпл ).
Під час плавлення кристалічних тіл температура речовини не
змінюється (теплота, яку отримує тверде тіло, витрачається на
руйнування хімічних зв’язків між його молекулами чи атомами
під час перетворення у рідину).

3. 63Тема 1.2. Теплові явища (2 частина)
Для здійснення плавлення необхідне неперервне передання те-
плоти до тіла, яке плавиться.
Під час плавлення теплота поглинається, а під час кристаліза-
ції — виділяється.
Поглинута енергія йде на руйнування зв’язків між частинками,
з яких утворена речовина, тому температура її на цьому етапі не
змінюється. У разі кристалізації, під час утворення зв’язків енергія
вивільняється, проте температура знову залишається незмінною.
 Як змінюється температура речовини під час плавлення?
 Чи однакову кількість теплоти необхідно витратити для плав-
лення різних речовин, узятих за температури плавлення?
 Як обчислити кількість теплоти, необхідну для плавлення ре-
човини?
 Для цього з’ясуємо, як залежить температура плавлення крис-
талічної речовини від температури. Ваші гіпотези. (Вона збіль-
шується, не змінюється, вона зменшується).
 Як перевірятимемо гіпотези? (Виконаємо дослід.)
 На ваших столах пробірки з кристалічними речовинами, тер-
мометри, посудини з гарячою водою. Назвіть план ваших дій
з вивчення цієї залежності. (Необхідно пробірки помістити в су-
дини з гарячою водою. Потім у пробірки слід вставити термометри
і простежити за їхніми показаннями під час нагрівання і плавлення
речовин. Далі треба встановити залежність температури від часу
і зробити висновок).
Працюємо дуже обережно, дотримуючи правил техніки безпе-
ки під час роботи зі скляним посудом і гарячими речовинами.
 Скажіть, якого висновку ви дійшли. (Температура плавлення
кристалічної речовини постійна.)
Подивімося, який це вигляд матиме на графіку. Розгляньмо
графік нагрівання і плавлення льоду (рис. 12). Як ви вважаєте,
куди витрачається енергія, передана тілу під час плавлення? (Вона
йде на руйнування кристалічної решітки.)
З графіка видно, що на ділянці AB — нагрівання твердого
тіла, BC — плавлення, CD — нагрівання рідини, DE — охоло-
дження рідини, EF — кристалізація, FK — охолодження твер-
дого тіла.
Під час переходу речовини з одного стану в інший її маса не
змінюється, а густина (а отже, і об’єм) — змінюється. Через те, що
під час плавлення об’єм тіла змінюється незначною мірою, тиск
мало впливає на температуру плавлення. Однак саме під дією ви-
сокого тиску, що чинять полози ковзана, лід плавиться, і спортс-
мен легко ковзає по ньому.

4. 64 Уроки фізики. 8 клас. Розділ 1. Теплові явища
A
B C
D
E F
K
t, хв
t, °C AB
BC
CD
DE
EF
FK
Вода
Лід і вода Лід і вода
Лід Лід
— нагрівання льоду
— плавлення льоду
— нагрівання води
— охолодження води
— перехід води до твердого стану
— охолодження льоду
20
–20
–40
–60
40
60
0
Рис. 12
Питома теплота плавлення речовини — фізична величина, що
показує, яку кількість теплоти потрібно надати тілу масою 1 кг,
щоб перетворити його на рідину за температури плавлення.
Чим більша маса речовини, яку треба розплавити, тим більша
кількість теплоти для цього потрібна.
Питому теплоту плавлення позначають грецькою літерою λ
(«лямбда»).
[ ]λ =1
Дж
кг
.
Питома теплота плавлення різних речовин різна.
Кількість теплоти, яку потрібно підвести до тіла за температу-
ри плавлення, щоб повністю його розплавити, обчислюють за фор-
мулою: Q mпл = λ .
Запам’ятайте:
1. Під час плавлення відбувається руйнування кристалічної ґрат-
ки. Відстань між частинками речовини збільшується. Відпо-
відно збільшується потенціальна енергія частинок.
2. Під час тверднення речовини відбувається утворення криста-
лічної ґратки, потенціальна енергія частинок зменшується.
IV. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Який процес називають плавленням?
2. Як змінюється температура речовини під час плавлення?

5. 65Тема 1.2. Теплові явища (2 частина)
3. Який процес називають кристалізацією?
4. Порівняйте температури плавлення й кристалізації речовини.
5. Питома теплота плавлення сталі становить 84
кДж
кг
. Що це
означає?
6. Від чого залежить кількість теплоти, що виділяється під час
кристалізації речовини?
7. Яким є фізичний зміст питомої теплоти плавлення?
8. Як обчислити кількість теплоти, що необхідна для плавлення
речовини або виділяється під час її кристалізації?
Задача. Яку кількість енергії необхідно затратити, щоб розпла-
вити свинцевий брусок масою 10 кг, узятий за температури 18 °C?
Дано:
λ = ⋅24 103 Дж
кг
tпл С= °327
t = °18 С
m =10 кг
c =
⋅°
140
Дж
кг С
Розв’язання
Перш ніж свинцевий брусок почне плавитися,
його необхідно нагріти до температури плавлен-
ня. Для цього необхідна кількість теплоти:
Q cm t t1 = −( )пл ,
де c — питома теплоємність свинцю.
Для плавлення необхідно затратити кількість
теплоти:
Q m2 = λ ,
де λ — питома теплота плавлення свинцю.
Необхідна кількість енергії:
Q Q Q Q cm t t m m c t t= + ⇒ = − + = − +( )1 2 ( ) ( )пл плλ λ .
{ } ( )Q = ⋅ − + ⋅( )=10 140 327 18 24 10 672 6003
;
[ ] (Q = ⋅
⋅°
⋅ ° − ° +
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =кг
Дж
кг С
С С)
Дж
кг
Дж.
Відповідь: 672600 Дж = 672,6 кДж.Q — ?
V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1 [26]: вивчити §§ 11, 12; виконати впр. № 11 (задачі 1, 3),
впр. № 12 (задачі 3, 5).
2 [6]: розв’язати задачі.
1.108. Яку кількість теплоти необхідно надати 300 г міді, тем-
пература якої 70 °C, щоб розплавити?
1.109. Яка енергія виділиться під час тверднення 50 кг сталі,
узятої за температури тверднення 1500 °C, і подальшого остиган-
ня до 20 °C?