Теплота без роста температуры
Пройди путь от льда до пара и найди участки, на которых энергия меняет состояние вещества.
Сначала — короткое предположение
Управляй моделью
Сравни 100 и 300 кДж/кг, затем 500 и 700 кДж/кг. В каком интервале изменилась температура, а в каком — доля растаявшего льда?
Нагревание и два фазовых перехода
Таблица значений графика
| Q/m, кДж/кг | T, °C |
|---|---|
| 0 | -20 |
| 42 | 0 |
| 376 | 0 |
| 796 | 100 |
| 3 052 | 100 |
| 3 200 | 174 |
Горизонтальные участки: плавление при 0 °C и кипение при 100 °C. На оси — энергия на килограмм, поэтому изменение массы не сдвигает точку; меняется полная теплота Q.
- Температура
- 0 °C
- Состояние
- Плавление
- Передано всему веществу Q
- 200 кДж
- Доля растаявшего льда
- 47,305 %
Почему это работает
При плавлении энергия расходуется на изменение состояния, а не на рост температуры. После плавления нагревается вода. При кипении появляется второй горизонтальный участок; его длина показывает большую удельную теплоту парообразования.
Что учитывает модель
Чистая вода, постоянное нормальное атмосферное давление, исходный лёд при −20 °C. Теплопотерь нет, всё вещество остаётся в системе. Приняты cльда = 2100, cводы = 4200, cпара = 2000 Дж/(кг·°C), λ = 334 кДж/кг, L = 2256 кДж/кг. Модель не является инструкцией для домашнего нагревания.
OpenStax · Фазовые переходы и теплота ↗Что ты изменил? Что получилось? Какая формула это объясняет?
Это виртуальное исследование. Оно помогает понять закон; самостоятельное решение задач и работа с реальными измерениями — следующий шаг.
Перейти к учебным курсам