Плавление и кристаллизация. Ледовые фигуры.
Автор naturalscience.ru   

Весна. Выглянуло солнышко, и сквозь осевшие сугробы и журчащие ручьи пробиваются первые подснежники. Но взгляните на рисунок: температура и снега, и талой воды остается 0 °С. Так будет до тех пор, пока не растает последний кристаллик льда, даже если температура воздуха станет +10 °С!

В физике превращение кристаллического тела в жидкость называют плавлением. Поэтому превращение снега (а он состоит из мельчайших кристалликов льда) в воду - это также плавление.

Многочисленные наблюдения за плавлением разных тел показывают, что каждое кристаллическое тело плавится при строго определенной температуре; во время плавления температура тела и образующейся жидкости одинакова и остается постоянной до тех пор, пока все тело не расплавится. Так и плавятся ледовые фигуры при повышении температуры.

Температуры плавления/кристаллизации,°С
Алюминий 660
Вода (лед) 0
Глицерин 18
Железо 1539
Золото 1064
Нафталин 80

Олово 232
Ртуть - 39
Свинец 327
Спирт -114
Стеарин 72
Цинк 420


Если расплавленное вещество охлаждать, то вскоре наступит его кристаллизация - образование кристаллов твердого вещества. Но температура жидкого и твердого веществ во время этого будет оставаться постоянной и равной температуре плавления, пока вся жидкость не отвердеет.


Плавление и отвердевание тел часто изображают графически. Рассмотрим один из таких графиков. Пусть, например, кусочек свинца положили в ложку и поместили над горелкой.


На участке AB горелка не была зажжена, и свинец имел комнатную температуру, 20 °С. На этапе BC твердый свинец постепенно прогревался, и вскоре его температура достигла температуры плавления, 327 °С. Затем он начал плавиться, и в ложке одновременно сосуществовали твердый и жидкий свинец (участок CD). После окончания этапа температура свинца вновь стала повышаться, так как пламя все еще продолжало гореть (участок DE).

 

В момент времени, соответствующий точке E, горелку погасили, и температура жидкого свинца начала понижаться (участок EF). Как видите, остывание происходило медленнее, чем нагревание (сравните наклон участков EF и DE). В точке F температура расплава достигла 327 °С и длительное время оставалась постоянной, так как происходила кристаллизация. Следовательно, на участке FG сосуществуют жидкий и твердый свинец. Наконец, на участке GH остывает (отдает теплоту) уже твердый свинец.