Плавление и кристаллизация.
Удельная теплота плавления

Опорный конспект по физике в 8 классе по темам «Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления». Обновлен 13.08.2026 г. Проверяемые элементы содержания (ПЭС):
👉 ФОП ООО: 6.11. Плавление и отвердевание кристаллических веществ. Удельная теплота плавления.
👉 ОГЭ: 2.12. Плавление и кристаллизация. Изменение внутренней энергии при плавлении и кристаллизации. Удельная теплота плавления.
Вернуться к Списку конспектов по физике

Это одна из самых «волшебных» тем в физике 8 класса. Мы переходим от простого нагревания (где температура просто растет) к фазовым переходам — процессам, где температура замирает, а вся энергия уходит на разрушение или строительство кристаллической решетки. Разберемся, почему лед при 0°C не тает мгновенно, почему в стакане с напитком лед держит температуру 0°C, пока не растает, и как это связано с атомной структурой вещества.

Плавление льда (Наблюдение и парадокс)

Возьмите кусок льда при температуре -10°C и начните его нагревать.
1. Сначала лед нагревается: его температура растет от -10°C до 0°C.
2. Достигнув 0°C, лед начинает таять. Но вот парадокс: температура перестает расти! Вы продолжаете греть, а термометр показывает 0°C и не движется.
3. Только когда весь лед растает и превратится в воду, температура снова начнет расти (вода будет нагреваться от 0°C до 100°C).

📌 Плавление — это переход вещества из твердого кристаллического состояния в жидкое.
Температура плавления — это строго определенная температура, при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое (для льда это 0°C, для железа — 1539°C, для свинца — 327°C).

Атомно-молекулярная природа плавления (Что происходит внутри?)

Вспомним строение кристаллических тел (конец 7 класса). Молекулы (атомы) в твердом теле выстроены в строгом порядке — кристаллической решетке. Они только колеблются около своих мест.

Что происходит при нагревании?
1. До температуры плавления: мы нагреваем тело, амплитуда колебаний молекул растет, но решетка еще держится (тело остается твердым).
2. В момент плавления: амплитуда колебаний становится настолько большой, что молекулы срываются со своих мест. Решетка разрушается. Вещество переходит в жидкое состояние.

Вся энергия, подводимая к телу в момент плавления, тратится НЕ на нагрев, а на разрушение кристаллической решетки (разрыв связей между молекулами).

Отвердевание (Кристаллизация)

Это обратный процесс. Если мы начнем охлаждать жидкую воду (расплавленный металл, парафин), то при достижении температуры кристаллизации процесс остановится.
📌 Отвердевание (кристаллизация) — это переход вещества из жидкого состояния в твердое (кристаллическое).

Что происходит?
Молекулы теряют энергию (колеблются слабее) и собираются в строгом порядке, образуя кристаллическую решетку. При этом энергия выделяется (её называют скрытой теплотой кристаллизации).
Важно:
• Температура плавления равна температуре отвердевания для данного вещества.
• Пока весь расплав не затвердеет, температура остается постоянной (у воды 0°C).

Удельная теплота плавления (\( \lambda \))

Это главная величина в этой теме.
📌 Удельная теплота плавления (\( \lambda \)) — это количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 килограмму кристаллического вещества, чтобы полностью расплавить его при температуре плавления.
Единица измерения:

\( [ \lambda ] = \frac{Дж}{кг} \)

(Джоуль на килограмм)
Примеры:
• Лед: \( \lambda = 330\,000 \, Дж/кг \) (330 кДж/кг). Чтобы расплавить 1 кг льда, нужно 330 000 Дж!
• Алюминий: \( \lambda = 390\,000 \, Дж/кг \).
• Железо: \( \lambda = 270\,000 \, Дж/кг \).
• Свинец: \( \lambda = 25\,000 \, Дж/кг \) (свинец плавится легко).

Пояснение: Чтобы расплавить 1 кг льда, нужно столько же энергии, сколько нужно, чтобы нагреть 1 кг воды на 80°C! Лед не тает мгновенно, потому что ему нужно «забрать» эту энергию из окружающей среды.

Формула количества теплоты для плавления

Если мы хотим расплавить произвольную массу \( m \) вещества, то:

\( Q_{пл} = \lambda \cdot m \)

где
\( Q_{пл} \) — количество теплоты для плавления (Дж)
\( \lambda \) — удельная теплота плавления (Дж/кг)
\( m \) — масса вещества (кг)

Для отвердевания (кристаллизации) — та же формула, но с обратным знаком:

\( Q_{кр} = — \lambda \cdot m \)

(тело отдает такое же количество теплоты).

Переход аморфных тел из твердого состояния в жидкое

Мы говорили о кристаллических телах (лед, металлы, соль), у которых есть строгая температура плавления.

Но есть аморфные тела (стекло, смола, пластилин, воск, янтарь). У них нет кристаллической решетки (нет строгого порядка).

• Отличие: У аморфных тел нет определенной температуры плавления. Они размягчаются постепенно. Стекло при нагревании становится вязким, тягучим, и только потом переходит в жидкое состояние.
• Пример: Если вы будете нагревать стеклянную трубку, она сначала размягчается, её можно согнуть, потом она расплывается, и только потом течет как жидкость. Нет четкой точки плавления. По сути, аморфные тела — это переохлажденные жидкости (они текут, но очень медленно).

Изменение внутренней энергии при плавлении и кристаллизации

Ещё раз повторим. При плавлении внутренняя энергия вещества увеличивается, а при кристаллизации (отвердевании) — уменьшается. При этом температура вещества в обоих процессах остаётся постоянной.
Почему так происходит? Всё дело в том, как меняется расположение и взаимодействие частиц вещества.

• При плавлении подводимая к телу энергия расходуется на разрушение кристаллической решётки — упорядоченной структуры, в которой частицы (атомы, молекулы) расположены закономерно. Эта энергия идёт не на повышение температуры (она и так постоянна), а на преодоление сил межмолекулярного притяжения и разрушение упорядоченного расположения частиц. В результате частицы получают больше свободы движения, их средняя кинетическая энергия (и температура) не растут, но общая внутренняя энергия системы увеличивается. Перед самым окончанием процесса внутренняя энергия вещества в жидком состоянии становится больше, чем в твёрдом.
• При кристаллизации происходит обратный процесс: частицы в жидкости теряют кинетическую энергию, их движение замедляется. Силы притяжения начинают играть более важную роль: они упорядочивают расположение частиц, формируя кристаллическую решётку. При этом избыточная энергия выделяется в окружающую среду. Таким образом, внутренняя энергия вещества уменьшается.

Важный нюанс. Количество теплоты, которое тело поглощает при плавлении, равно количеству теплоты, которое это же тело выделяет при кристаллизации. Эту величину называют удельной теплотой плавления (обозначается λ — «лямбда»). Ещё один интересный момент: вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся.

 Решение типовых задач

ЗАДАЧА №1 (Количество теплоты для плавления)

Условие: Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить 5 кг свинца, взятого при температуре плавления (327°C)? (\( \lambda_{свинца} = 25\,000 \, Дж/кг \)).
Дано:
\( m = 5 \, кг \)
\( \lambda = 25\,000 \, Дж/кг \)
Решение:
\( Q = \lambda \cdot m = 25\,000 \cdot 5 = 125\,000 \, Дж \).
Ответ: \( 125\,000 \, Дж = 125 \, кДж \).

ЗАДАЧА №2 (Двухэтапный процесс — нагревание + плавление)

Условие: Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы превратить 2 кг льда при температуре -10°C в воду при 0°C?
(\( c_{льда} = 2100 \, Дж/(кг \cdot ^\circ C) \), \( \lambda_{льда} = 330\,000 \, Дж/кг \)).
Дано:
\( m = 2 \, кг \)
\( t_1 = -10^\circ C \)
\( t_{пл} = 0^\circ C \)
\( c = 2100 \)
\( \lambda = 330\,000 \)
Решение (по шагам):
1. Шаг 1: Нагревание льда от -10°C до 0°C.
\( Q_1 = c \cdot m \cdot \Delta t = 2100 \cdot 2 \cdot (0 — (-10)) = 2100 \cdot 2 \cdot 10 = 42\,000 \, Дж \).
1. Шаг 2: Плавление льда при 0°C.
\( Q_2 = \lambda \cdot m = 330\,000 \cdot 2 = 660\,000 \, Дж \).
1. Общая теплота: \( Q = Q_1 + Q_2 = 42\,000 + 660\,000 = 702\,000 \, Дж \).
Ответ: \( 702\,000 \, Дж = 702 \, кДж \).

ЗАДАЧА №3 (Нахождение массы по выделенной теплоте)

Условие: При кристаллизации (отвердевании) некоторого вещества выделилось 810 000 Дж тепла. Удельная теплота плавления этого вещества 270 000 Дж/кг. Что это за вещество и какова его масса?
Дано:
\( Q = 810\,000 \, Дж \)
\( \lambda = 270\,000 \, Дж/кг \)
Решение:
1. Поскольку кристаллизация — процесс, обратный плавлению, формула: \( Q = \lambda \cdot m \).
2. Выражаем массу: \( m = \frac{Q}{\lambda} = \frac{810\,000}{270\,000} = 3 \, кг \).
3. Смотрим в таблицу: \( \lambda = 270\,000 \, Дж/кг \) — это железо.
Ответ: Это железо, \( m = 3 \, кг \).

Сводная таблица теплоты по изученным процессам

Далее в конспектах будут рассмотрены ещё 3 процесса.

КОРОТКО О ГЛАВНОМ (ИТОГИ)

1. Плавление — переход твердого тела в жидкость. Отвердевание — обратный процесс.
2. Температура плавления (и отвердевания) для каждого кристалла строго фиксирована. У льда — 0°C, у железа — 1539°C.
3. Во время плавления температура не растет — вся энергия идет на разрушение кристаллической решетки.
4. Удельная теплота плавления (\( \lambda \)) — это энергия для плавления 1 кг вещества при температуре плавления. У льда она огромная (330 кДж/кг), поэтому лед тает медленно и отлично охлаждает напитки.
5. Аморфные тела (стекло) не имеют точки плавления — они размягчаются постепенно.

❓ Вопрос на подумать (мостик к следующей теме):

Почему ожог паром (100°C) гораздо опаснее ожога кипятком (100°C) по той же температуре, но нанесенный паром, вызывает более глубокие повреждения?

Подсказка: Вспомните про «скрытую теплоту». Пар при конденсации на коже выделяет огромное количество теплоты (\( L \approx 2,3 \cdot 10^6 \, Дж/кг \)), которая уходит в кожу. Кипяток при остывании до температуры тела отдает только \( c \cdot \Delta t \) (в 5-6 раз меньше). Поэтому энергия пара колоссальна!.

Конспект урока по физике для 8 класса «Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
• Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
• Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике