Fusion ist der Übergang vom festen in den flüssigen Zustand. Es tritt auf, wenn ein Körper, der einem bestimmten Druck ausgesetzt ist, Wärme erhält und seine Temperatur einen bestimmten Wert erreicht.
Die Wärmemenge, die der Körper aufnehmen muss, um vollständig flüssig zu werden, hängt von der Substanz ab, aus der er besteht.
Im Allgemeinen hat ein Stoff im festen Zustand eine wohldefinierte Form. Seine Atome sind sauber in einer Struktur namens a. angeordnet kristallines Netzwerk.
Wenn es Wärme empfängt, erhöhen die Atome, die den Festkörper bilden, ihre Schwingung und erhöhen ihre Temperatur.
Wenn die einfallende Energie zunimmt, wird die Schwingung der Atome das Kristallgitter auflösen und der Körper geht in einen flüssigen Zustand über.
Fusionsgesetze
- Bei konstantem Druck bleibt die Temperatur während des gesamten Schmelzvorgangs konstant.
- Die Wärmemenge pro Masseneinheit wird als latente Schmelzwärme bezeichnet und ist eine Eigenschaft des Stoffes.
- Die Temperatur, bei der jeder Stoff schmilzt, ist genau bestimmt und wird als bezeichnet Schmelzpunkt.
Bei einem Druck von 1 Atmosphäre schmilzt Wasser bei 0 °C, während der Schmelzpunkt von Eisen 1,535 °C und Chlor 101,5 °C beträgt.
Menge der latenten Wärme
Die Wärmemenge, die ein Körper benötigt, um seinen Zustand zu ändern, hängt vom Wert von ab latente Wärme von Fusion und Körpermasse.
Der Wert der latenten Wärme variiert je nach Stoff, aus dem der Körper besteht. In der folgenden Tabelle stellen wir die Werte einiger Stoffe vor.
Formel
Die Wärmemenge, die ein Körper benötigt, um die Phase zu ändern, wird durch die Formel angegeben:
Sein,
Q: Menge an latenter Wärme (Kalk)
ich: Masse (g)
Lf: latente Schmelzwärme (cal/g)
Beachten Sie, dass die Formel für die Wärmemenge bei der Phasenänderung die Temperaturänderung nicht berücksichtigt.
Dies geschieht, weil die gesamte aufgenommene Wärmemenge verwendet wird, um das Kristallgitter zu brechen und die Temperatur während des gesamten Prozesses konstant zu halten.
Beispiel
Wie viel Wärme wird benötigt, um einen Goldblock mit einer Masse von 200 g vollständig zu verschmelzen?
Die latente Schmelzwärme von Gold beträgt 15 cal/g (Tabelle oben), also haben wir:
Q = 200. 15 = 3000 cal oder 3 kcal
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