物理融化与凝固(物理--温度熔化)
1.热胀冷缩一般物质在温度升高时体积膨胀,温度降低时体积收缩的现象叫做热胀冷缩,若在温度升高时体积收缩,温度降低时体积膨胀的现象叫做反常膨胀,如0-4℃的水、锑、铋、液态铁等物质都有反常膨胀的性质.,今天小编就来聊一聊关于物理融化与凝固?接下来我们就一起去研究一下吧!
物理融化与凝固
1.热胀冷缩
一般物质在温度升高时体积膨胀,温度降低时体积收缩的现象叫做热胀冷缩,若在温度升高时体积收缩,温度降低时体积膨胀的现象叫做反常膨胀,如0-4℃的水、锑、铋、液态铁等物质都有反常膨胀的性质.
对热胀冷缩的固体来说,当温度升高时它的线度(指长、宽度等长度)、表面积、体积都随物体本身和升高的温度的增大而增大,其增量都与升高的温度成正比;线度的增加量与物体原来的线度成正比、表面积的增量与原来的表面积成正比、体积的增量与原来的体积成正比,另外线度、表面积、体积的增量还与物体材料有关.
液体和气体的热胀冷缩的性质主要表现为体积的变化、其增量与物质种类,原来的体积和变化的温度有关.
用液体的热胀冷缩的性质制成的液体温度计,在升高温度一定的情况下增大温度计中液体的原来的体积,那么液体的体积增大得就多些,液柱面升得就更高些,更易观察,而且指示的温度更准确.
液体温度计都是利用在某一温度范围内,液体的体积的增量与升高的温度成正比的原理制成的,但是各国采用的单位不同,导致测量同一物体的温度时数值不相等,但表示的冷热程度应是一样的.
不同的温标,采用的温度的单位不同,目前国际上流行使用的温度单位主要有三种:摄氏度、华氏度、开尔文,其中开尔文和摄氏度作单位时温度的分度值是一样的,即升高或降低1℃的温度和升高或降低1K是相同的,但它们的起始点即0点不同,摄氏温度中以1atm下的冰水混合物的温度为0℃,而热力学温度中以绝对零度为OK,绝对零度用摄氏温度表示为-273℃.而华氏温度的分度值和起始点与摄氏温度、热力学温度都不同,它把一定浓度的盐水凝固时的温度规定为0°F,而且1℃是1°F的9/5倍,
因为0℃对应的刻度错误或分度值不同,导致刻度均匀的温度计示数不准,这时它和真实温度之间存在的关系是成正比或一次函数,若只是0℃对应的刻度错误,就是成正比;若0℃对应的刻度错误和分度值都不同,就是一次函数.
3.热传递
热量从一个物体传到另一个物体的现象叫热传递.发生热传递的原因是两物体的温度不等,规律是热从高温物体传递到低温物体,其实质是内能的转移.
热传递有三种方式:传导、对流、辐射.
①传导:热量沿着物体传递,它发生在一个物体的内部或两相互接触的物体之间,固体之间的热量传递一定是通过传导实现的,它也是其他两种方式发生的前提,
不同的物质传热的能力不同,容易传热的物质叫做热的良导体,不容易传热的物质叫做热的不良导体.如空气、羽毛、棉花、塑料、泡沫等物质是热的不良导体,金属都善于传热,其中传热性能最好的是银,其次是铜.
②对流:依靠流体(气体或液体)的上下流动来传递热量的方式叫对流,液体或气体受热后体积膨胀,密度减小而上升,周围温度低密度大的流体流到中间来补充,从而使温度不同的流体不断混合,使热量能多条路径传递,提高了传递效率和速度,
在太空中流体不能上下流动,所以不能形成对流,而且没有物质,也不能通过传导传热.对流是形成风和洋流的一个原因.
③辐射:热沿着直线以可见光和不可见光传递热量的方式叫辐射.传导和对流都必须有传热的介质,而辐射也可以在没有介质的真空中传播.
任何物体都向周围辐射热量,辐射能力的强弱与物体的温度、颜色有关,温度越高,颜色越深、表面积越大的物体向外辐射热量的能力越强,物体在向外辐射热量的同时也会吸收外界的热量,温度越低,颜色越深、表面积越大且粗糙的物体从外界吸收热量的能力也越强;当然物体也反射辐射热,物体反射热量的能力越强,它吸收辐射的能力越弱,所以颜色浅、表面光滑的物体反射热量的能力强.
4.熔化和凝固规律
根据熔化时温度是否发生变化可把固体分成两类,在熔化时吸热温度不变的是晶体,熔化时吸热温度升高的是非晶体.凝固时的规律和熔化时相同,晶体的液体在凝固时放热但温度保持不变,非晶体的液体在凝固时放热温度降低.
晶体熔化时的温度叫熔点.在相同的条件下,不同的晶体熔点不同;同种晶体在气压不同或溶解成溶液时熔点也不相同,溶液的熔点还与浓度有关,但同种晶体在相同的条件下,熔点和凝固点是相同的.
根据晶体的熔化规律可知,晶体熔化的条件有两个:①温度等于熔点,②必须能吸收热量,晶体的液体凝固的条件也有两个:①温度等于凝固点,②必须能放出热量.
晶体在熔化时体积也会发生变化,一般的晶体熔化后体积增大.少数反常膨胀的物质在熔化后体积减小.
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