Moduł 05 — Topnienie i krzepnięcie — od lodu do wody i z powrotem — kurs Budowa i właściwości materii
Przemiany fazowe, stała temperatura topnienia, ciała krystaliczne i bezpostaciowe, energia.
- 45 min
- 14 slajdów
- Notatki nauczyciela: N
- Strona modułu: otwórz
Co dziś robimy
- 12 minTopnienie i krzepnięcie odróżnić topnienie od krzepnięcia i wskazać, gdzie potrzebna jest energia,
- 14 minTemperatura topnienia To nie znaczy, że każda substancja ma taką samą temperaturę topnienia.
- 14 minCiała krystaliczne i bezpostaciowe Topnienie to przejście ciała stałego w ciecz, a krzepnięcie — cieczy w ciało stałe.
- 5 minPodsumowanie bilet wyjściowy i zadanie domowe
Topnienie i krzepnięcie
Włóż kostkę lodu do szklanki i poczekaj. Po chwili lód zamieni się w wodę, choć napój nie musi mieć temperatury stu stopni. W drugą stronę: woda w zamrażarce twardnieje i staje się lodem.
- odróżnić topnienie od krzepnięcia i wskazać, gdzie potrzebna jest energia,
- odczytać temperaturę topnienia z wykresu i wyjaśnić stałą temperaturę podczas topnienia,
- porównać ciała krystaliczne i bezpostaciowe oraz wyjaśnić działanie soli na lód.
- Topnienie to przejście ciała stałego w ciecz.
Topnienie i krzepnięcie
Pytanie do klasy
Kostka lodu w szklance stopiła się. Co stało się z cząsteczkami wody?
Poprawna: d) W topnieniu cząsteczki opuszczają uporządkowaną sieć, ale pozostają tymi samymi cząsteczkami. Zmienia się ich ułożenie i możliwość przemieszczania, a nie rodzaj substancji.
Temperatura topnienia
Temperatura topnienia to temperatura, w której dana substancja przechodzi ze stanu stałego w ciekły przy określonym ciśnieniu. Dla czystego ciała krystalicznego jest to jedna, ściśle określona temperatura.
- To nie znaczy, że każda substancja ma taką samą temperaturę topnienia.
- Wosk, szkło i plastelina nie mają jednej ostrej temperatury — o nich opowiemy w następnej sekcji.
- Lód ogrzewany od −20 °C podnosi temperaturę do 0 °C.
- Ciśnienie też ma znaczenie.
Potrzebujesz: dwóch szklanek, kilku kostek lodu (najlepiej rozbitych), dwóch łyżek soli kuchennej, wody i termometru kuchennego.
1. Do obu szklanek włóż po kilka kawałków lodu.
2. Do jednej szklanki dodaj dwie łyżki soli i wszystko wymieszaj.
3. Włóż termometr do szklanki z solą, zapisz temperaturę, a potem zmierz temperaturę w drugiej szklance.
4. Obserwuj, co dzieje się z lodem w obu szklankach.
Przewidź: W której szklance temperatura spadnie poniżej 0 °C? Czy lód stopi się tam szybciej, czy wolniej? Zapisz przewidywanie przed pomiarem.
Wyjaśnienie: Sól obniża temperaturę topnienia lodu, więc mieszanina może być zimniejsza niż 0 °C. Topnienie pochłania ciepło z otoczenia — dlatego szklanka z solą chłodzi mocniej. Na tej samej zasadzie sól usuwa lód z dróg.
Temperatura topnienia
Temperatura topnienia to temperatura, w której dana substancja przechodzi ze stanu stałego w ciekły przy określonym ciśnieniu. Dla czystego ciała krystalicznego jest to jedna, ściśle określona temperatura.
| Substancja | Temperatura topnienia | Uwaga |
|---|---|---|
| lód | 0 °C | przy normalnym ciśnieniu |
| żelazo | 1538 °C | czysty metal krystaliczny |
| wosk | około 50–60 °C | topi się w zakresie temperatur |
| szkło | brak ostrej wartości | mięknie stopniowo |
Temperatura topnienia
Pytanie do klasy
Czysty lód pod normalnym ciśnieniem topi się w 0 °C. Co dzieje się z temperaturą, gdy lód topnieje powoli w szklance?
Poprawna: c) Czysty lód topi się w 0 °C przy normalnym ciśnieniu i przez cały czas topnienia temperatura pozostaje stała. Rośnie dopiero po stopieniu całego lodu.
Ciała krystaliczne i bezpostaciowe
Ciała krystaliczne mają cząsteczki ułożone w regularną, powtarzającą się sieć. Taki porządek widać czasem gołym okiem — na przykład w kryształkach soli lub cukru. Do tej grupy należą lód, metale, kwarc i diament.
- Topnienie to przejście ciała stałego w ciecz, a krzepnięcie — cieczy w ciało stałe. Topnienie pochłania energię, krzepnięcie ją oddaje.
- Czyste ciało krystaliczne topi się w stałej temperaturze: lód w 0 °C, żelazo w 1538 °C. Podczas topnienia temperatura nie rośnie.
- Ciała bezpostaciowe, takie jak szkło, wosk i plastelina, miękną i topią się w zakresie temperatur. Sól obniża temperaturę topnienia lodu.
- Ciała bezpostaciowe nie mają takiego porządku.
- Topnienie to przejście ciała stałego w ciecz, a krzepnięcie — cieczy w ciało stałe. Topnienie pochłania energię, krzepnięcie ją oddaje.
- Czyste ciało krystaliczne topi się w stałej temperaturze: lód w 0 °C, żelazo w 1538 °C. Podczas topnienia temperatura nie rośnie.
- Ciała bezpostaciowe, takie jak szkło, wosk i plastelina, miękną i topią się w zakresie temperatur. Sól obniża temperaturę topnienia lodu.
Ciała krystaliczne i bezpostaciowe
Ciała krystaliczne mają cząsteczki ułożone w regularną, powtarzającą się sieć. Taki porządek widać czasem gołym okiem — na przykład w kryształkach soli lub cukru. Do tej grupy należą lód, metale, kwarc i diament.
| Cecha | Ciała krystaliczne | Ciała bezpostaciowe |
|---|---|---|
| ułożenie cząsteczek | regularna, powtarzająca się sieć | chaotyczne splątanie |
| topnienie | w jednej temperaturze | w zakresie temperatur |
| przykłady | lód, sól, żelazo, kwarc | szkło, wosk, plastelina |
Ciała krystaliczne i bezpostaciowe
Pytanie do klasy
Która cecha najlepiej odróżnia ciało krystaliczne od bezpostaciowego?
Poprawna: d) W ciałach krystalicznych cząsteczki układają się w powtarzającą się sieć, dlatego topią się w jednej temperaturze. Ciała bezpostaciowe nie mają takiego uporządkowania.
Co zabrać z lekcji
- Aby stopić ciało stałe, trzeba dostarczyć energię.
- Ciśnienie też ma znaczenie.
- Ciała bezpostaciowe nie mają takiego porządku.
Odpowiedź: a) Że ich cząsteczki są chaotycznie ułożone i nie tworzą sieci.