Номер 3, страница 35 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

3. Как объяснить постоянство температуры при плавлении вещества?

На что расходуется подводимая при этом энергия?

Как объяснить постоянство температуры при плавлении вещества?

Постоянство температуры во время плавления кристаллического вещества объясняется особенностями этого фазового перехода на молекулярном уровне. Температура тела является мерой средней кинетической энергии его частиц (атомов, молекул или ионов). В твёрдом кристаллическом состоянии частицы вещества расположены в строго определённом порядке, образуя кристаллическую решётку, и совершают колебательные движения около своих положений равновесия.

При подводе теплоты к твёрдому телу его температура растёт, что означает увеличение скорости и амплитуды колебаний частиц. Когда температура достигает точки плавления, подводимая извне энергия перестаёт идти на увеличение кинетической энергии частиц. Вместо этого вся энергия начинает расходоваться на разрушение кристаллической решётки — на преодоление сил межмолекулярного притяжения, которые удерживают частицы в жёсткой структуре.

Этот процесс требует затрат энергии, которая увеличивает потенциальную энергию взаимодействия частиц, а не их кинетическую энергию. Поскольку средняя кинетическая энергия частиц не меняется, температура вещества остаётся постоянной в течение всего процесса плавления, пока всё твёрдое вещество не перейдёт в жидкое состояние.

Ответ: Постоянство температуры при плавлении объясняется тем, что вся подводимая энергия расходуется не на увеличение скорости движения частиц (кинетической энергии), а на разрушение связей в кристаллической решётке (увеличение потенциальной энергии).

На что расходуется подводимая при этом энергия?

При плавлении вся подводимая к веществу энергия, называемая теплотой плавления, расходуется на совершение работы по разрушению кристаллической решётки. Частицы в твёрдом теле сильно связаны друг с другом, и для того, чтобы "оторвать" их из узлов решётки и дать им возможность свободно перемещаться, как в жидкости, необходимо преодолеть силы притяжения между ними.

Таким образом, энергия идёт на увеличение внутренней энергии вещества за счёт роста потенциальной энергии его молекул. Кинетическая энергия молекул при этом не изменяется, поэтому и температура остаётся постоянной. Количество теплоты, необходимое для плавления тела массой $m$ при температуре плавления, определяется формулой: $Q = \lambda m$, где $\lambda$ — удельная теплота плавления, характеристика вещества.

Ответ: Подводимая при плавлении энергия расходуется на разрушение кристаллической структуры твёрдого тела и на увеличение потенциальной энергии его молекул, что необходимо для перехода вещества из твёрдого агрегатного состояния в жидкое.