Сравните удельную теплоту кристаллизации воды с удельной теплотой плавления льда

Удельная теплота кристаллизации воды и удельная теплота плавления льда — это физические характеристики, которые описывают процессы перехода между состояниями вещества, а именно, из твердого состояния в жидкое (плавление) и из жидкого в твердое (кристаллизация).

Определения:

1. Удельная теплота плавления — это количество тепла, необходимое для превращения 1 кг твердого вещества в жидкость при постоянной температуре плавления.
2. Удельная теплота кристаллизации — это количество тепла, которое выделяется при превращении 1 кг жидкости в твердое состояние при той же температуре кристаллизации.

Взаимосвязь значений:

Удельная теплота кристаллизации воды и удельная теплота плавления льда по значению абсолютно одинаковы, но отличаются знаком:

• Удельная теплота плавления льда составляет примерно 334 кДж/кг. Это означает, что для плавления 1 кг льда требуется затратить 334 кДж тепла.
• Удельная теплота кристаллизации воды также равна 334 кДж/кг, но этот процесс сопровождается выделением тепла. Это значит, что при кристаллизации 1 кг воды выделяется те же 334 кДж тепла.

Причина равенства величин

Равенство этих величин объясняется принципом сохранения энергии. При плавлении льда энергия поглощается для разрушения межмолекулярных связей, переходя из твердого состояния в жидкое, в то время как при кристаллизации вода выделяет ту же энергию, так как молекулы воды вновь образуют устойчивую кристаллическую решетку.

Итог:

• 334 кДж/кг — величина как для плавления льда, так и для кристаллизации воды, но:
  • Для плавления льда требуется поглощение тепла.
  • При кристаллизации воды происходит выделение тепла.

Таким образом, удельная теплота кристаллизации воды и удельная теплота плавления льда — это равные по величине, но противоположные по направлению (поглощение или выделение тепла) физические процессы.