Что такое удельная теплота кристаллизации?

Процессы кристаллизации и плавления описывают одни и те же физические величины. Разница в том, что при плавлении телу требуется энергия для разрушения решетки, а при кристаллизации, наоборот, тело отдает энергию окружающей среде.

Понятие удельной теплоты кристаллизации

Под удельной теплотой кристаллизации (плавления) понимают количество энергии, высвобождаемой (потребляемой) 1 кг. вещества при переходе от жидкого состояния в твердое (и наоборот). Важно отметить, что в процессе кристаллизации (плавления) температура вещества не меняется и она уже доведена до величины, при которой возможен сам процесса.

Измеряется удельная теплота кристаллизации (плавления) в Дж/кг., обозначается буквой греческого алфавита λ. По определению:

λ = Q / m;

где Q - это количество энергии, высвобождаемой (потребляемой) m килограммами вещества.

Расчет энергии при последовательных тепловых процессах

Рассмотрим процесс охлаждения m килограмм воды от температуры, например, + 20°С до - 10°С. Здесь мы имеем дело с тремя тепловыми процессами:

охлаждение воды от температуры + 20°С до 0°С, ∆T1 = - 20°; кристаллизация воды в лед при температуре 0°С; охлаждение льда от температуры 0°С до - 10°С, ∆T2 = - 10°;

Количество высвобождаемой энергии Q равно сумме энергий в каждом из этих процессов:

Q = Q1 + Q2 + Q3;

Q1 = C1 * m * ∆T1;

Q2 = - λ * m;

Q3 = C2 * m * ∆T2;

где С1 и С2 - удельная теплоемкость воды и льда, соответственно. Знак "-" при Q2 означает, что идет процесс высвобождения энергии при кристаллизации.

Удельная теплота кристаллизации k это коэффициент пропорциональности между массой вещества m и количеством теплоты Q, которое выделяется при переходе вещества из жидкого агрегатного состояния в твердое.

Q = k * m.

Это такое количество теплоты, которое выделяется при переходе 1 кг вещества из жидкого в твердое агрегатное состояние.