Мұз ерігенде энергия қайда кетеді?

Өмірден алынған сұрақ және болжам

Кәдімгі жағдайда стақандағы мұз біртіндеп суға айналады. Кез келген энергия термометр көрсеткішін бірден көтереді деп күтуге болады, бірақ таза мұздың 0 °C кезіндегі идеал балқуында бұлай емес. Энергия бөлшектер арасындағы байланыстарды өзгертеді. Бірдей массалы еріген суды жылыту мен мұзды ерітудің есебі бірдей ме, болжаңыз.

Түсіндіруге дейін бір минут тоқтаңыз: нені көресіз деп күтесіз және неліктен? Есептемей тұрып болжамды жазыңыз. Сабақтан кейін нені байқағаныңызды, берілген сандардан нені есептегеніңізді және көзге көрінбейтін бөлшектер жайында нені тек болжағаныңызды бөлек көрсетіңіз. Осылайша әдемі жауаппен тәжірибені алмастырмай, модельді түзете аласыз.

Жаңа сөздерді түсінейік

Балқу — қатты заттың сұйыққа ауысуы; кері үдеріс — қатаю. Меншікті балқу жылуы L — балқу температурасында 1 кг затты ерітуге қажет энергия; мектеп моделінде мұз үшін L ≈ 334 кДж/кг. 1 кДж = 1000 Дж. Қысым өзгермесе, таза заттың идеал фазалық ауысуындағы температура үдеріс біткенше тұрақты болады. Булану — сұйықтың газға ауысуы; оның шарттары мен L мәні басқа.

Сандармен талдау

Оқу шарты: 0,1 кг мұздың температурасы қазірдің өзінде 0 °C. Ол толық ерігенше Q = mL = 0,1 × 334 = 33,4 кДж керек. Жаңа еріген су да шамамен 0 °C. Оны 5 °C-қа дейін жылытуға бөлек Q ≈ 0,1 × 4200 × 5 = 2100 Дж = 2,1 кДж қажет. Екі кезеңді қосуға болады, бірақ әрқайсысын көрсету керек.

Қауіпсіз тексеріңіз

Мұз текшесі болса, тәрелкедегі ерігенін бөлме температурасында бақылаңыз. Уақыт өткенде мұз мөлшері қалай өзгергенін жазыңыз; термометрсіз температураны өлшенген деп атамаңыз. Суық затты тілге тигізбеңіз және құрғақ мұз қолданбаңыз. Тәжірибе болмаса, тізбек салыңыз: 0 °C мұз → қоспа → 0 °C су → жылы су.

Жиі кездесетін қате

Қате: тек балқуға ΔT = 0 деп Q = mcΔT қолданып, «энергия керек емес» деу. Күйді өзгерту үшін энергия керек. Килоджоуль мен джоульді де шатастырмаңыз: 33,4 кДж = 33 400 Дж.

Тірек картасы

Енді өзіңіз

Дайын шешімді жауып қойыңыз. Жүйенің шекарасын сызыңыз: ішінде не, сыртында не бар? Энергия берілуінің бағыттарын және шамалардың бірліктерін белгілеңіз. Шарттағы тек бір санды өзгертіп, нәтиженің қай бағытта өзгеретінін сөзбен түсіндіріңіз. Тәжірибе жасалмаса, «өлшенді» демей, «оқу деректері бойынша есептелді» деп жазыңыз.

Зертхана журналына жазба

Төрт жол толтырыңыз: сұрақ; бастапқы болжам; бақылау не берілген сандар; қолданылу шарттары бар түзетілген қорытынды. Қатенің бір нақты көзін атаңыз: дәл емес термометр, бөлмеге кеткен энергия, су мөлшерінің өзгеруі немесе басқа шарт. Келесі сабақта осы қорытындыға қайта оралып, жаңа жағдайға жарай ма, тексеріңіз.

Келесі сабақ: Терезе жабық болса да бөлме неге суиды?