Домашнее задание, страница 35 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

Зажгите свечу и наблюдайте переход воска из твердого состояния в жидкое. Объясните результаты наблюдения.

Когда мы зажигаем свечу, пламя горящего фитиля передает тепловую энергию воску, который находится у его основания. Этот процесс является наглядным примером фазового перехода вещества из твердого состояния в жидкое, который называется плавлением. Объясним это явление с точки зрения молекулярно-кинетической теории.

1. Строение твердого воска. В твердом состоянии воск (который в основном состоит из парафина) имеет кристаллическую или аморфно-кристаллическую структуру. Это означает, что его молекулы (длинные углеводородные цепи) расположены в определенном порядке и прочно связаны друг с другом силами межмолекулярного притяжения. Они не могут свободно перемещаться, а лишь совершают колебательные движения около своих фиксированных положений равновесия.

2. Процесс нагревания. Когда пламя нагревает воск, оно передает ему энергию. Эта энергия поглощается молекулами воска, что приводит к увеличению их внутренней энергии, а именно — к увеличению их кинетической энергии. В результате молекулы начинают колебаться с большей частотой и амплитудой.

3. Достижение температуры плавления. При достижении определенной температуры, называемой температурой плавления (для парафина это примерно 45–65 °C), кинетическая энергия колебательного движения молекул становится настолько большой, что ее оказывается достаточно для преодоления сил межмолекулярного притяжения, удерживающих их в жесткой структуре. Связи в кристаллической решетке начинают разрушаться.

4. Плавление. Процесс разрушения упорядоченной структуры твердого тела и есть плавление. Во время плавления вся подводимая от пламени энергия расходуется не на дальнейшее увеличение температуры (то есть не на увеличение скорости движения молекул), а на разрушение межмолекулярных связей. Поэтому температура воска остается постоянной, пока он полностью не расплавится. Количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг вещества из твердого состояния в жидкое при температуре плавления, называется удельной теплотой плавления.

5. Жидкое состояние. После того как структура твердого тела разрушена, воск переходит в жидкое состояние. Молекулы в жидкости уже не привязаны к определенным точкам, они могут свободно перемещаться друг относительно друга, что и объясняет текучесть расплавленного воска. Образовавшаяся лужица жидкого воска под действием капиллярных сил поднимается по фитилю вверх, где испаряется и сгорает, поддерживая пламя.

Таким образом, мы наблюдаем, как под действием тепла твердый, сохраняющий форму воск превращается в текучую жидкость.

Ответ: Переход воска из твердого состояния в жидкое при горении свечи — это физический процесс плавления. Он обусловлен тем, что пламя передает тепловую энергию воску. Молекулы воска, получив эту энергию, начинают колебаться интенсивнее. При достижении температуры плавления энергия колебаний становится достаточной для разрушения упорядоченной структуры твердого тела, и воск переходит в жидкое агрегатное состояние, образуя расплав.