Температура таяния льда при нормальном атмосферном давлении равна

При Какой Температуре ТАЕТ 🧊 ЛЕД? — Ответ

🧊 Когда снег на улице тает, а потом температура резко понижается, образуется лед. Для охлаждения напитков лед делают в холодильнике в морозильной камере. Он формируется, когда температура падает ниже 0 градусов. Возникает вопрос, какова температура тающего льда.

Что такое лед?

Лед — вещество кристаллического типа неустойчивой структуры. Он без запаха, вкуса. Полностью прозрачный, ведь состоит из воды. Он холодный на ощупь. Характеризуется высокой плотностью, скользкостью , хрупкостью.

При какой температуре начинает таять лед?

Она составляет 0 градусов по Цельсию. Но это касается исключительно льда, состоящего из дистиллированной воды (без примесей). Температура тающего морского льда значительно ниже 0 градусов. Точное ее значение назвать нельзя. Так как все зависит от концентрации соли. Чем хлорида натрия больше, тем ниже температура таяния такого льда.

Интересное про лед

Лед имеет много названий. Например, нилас , мелкобитый лед, блинчатый и внутриводный лед.

Существует он сухого типа. В нем нет воды. Его получают из диоксида углерода путем заморозки. Его используют для более длительного хранения продуктов питания.

Ледники бывают разного цвета. Это зависит от длины волны.

Таким образом, температура тающего льда — ноль градусов. Но со временем образованная вода нагревается и становится температуры окружающей среды. Существует определенная связь с составом воды, из которого образован лед. При наличии примесей лед начинает таять при минусовой температуре. Соответственно, растаявшая вода более холодная.

Источник

О различных температурных шкалах

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Из того, что температура — это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F — 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Пересчёт температуры между основными шкалами

Источник

Учебник | Температура

Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел. Живые существа способны воспринимать ощущения тепла и холода непосредственно, с помощью органов чувств. Однако точное определение температуры требует, чтобы температура измерялась объективно, с помощью приборов. Такие приборы называются термометрами .

В теории тепловых явлений температура – основная величина. Единицы величин начали появляться с того момента, когда у человека возникла необходимость выражать что-либо количественно. До изобретения такого обыденного и простого для нашей повседневной жизни измерительного прибора как термометр о тепловом состоянии люди могли судить только по своим непосредственным ощущениям: тепло или прохладно, горячо или холодно.

Температура, которая когда-то оценивалась чисто топологически по шкале порядка (холодное – теплое – горячее), можно связать с различной степенью нагретости тел.

История термодинамики началась, когда в 1592 году Галилео Галилей создал первый прибор для наблюдений за изменениями температуры, назвав его термоскопом.

У термоскопа Галилея не было шкалы, он представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной стеклянной трубкой. Шарик нагревали, а конец трубки опускали в воду. Когда шарик охлаждался, давление в нем уменьшалось, и вода в трубке под действием атмосферного давления поднималась на определенную высоту вверх. При потеплении уровень воды в трубки опускался вниз. Недостатком прибора было то, что по нему можно было судить только об относительной степени нагрева или охлаждения тела.

Позднее флорентийские ученые усовершенствовали термоскоп Галилея, добавив к нему шкалу из бусин и откачав из шарика воздух.

В 17 веке флорентийским учёным Торричелли воздушный термоскоп был преобразован в спиртовой. Прибор был перевернут шариком вниз, сосуд с водой удалили, а в трубку налили спирт.

Действие прибора основывалось на расширении спирта при нагревании, – теперь показания не зависели от атмосферного давления. Это был один из первых жидкостных термометров.

На тот момент показания приборов еще не согласовывались друг с другом, поскольку никакой конкретной системы при градуировке шкал не учитывалось. Для того чтобы ввести шкалу, необходимо установить постоянные точки фиксированной температуры.

Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах – градусах. Из того, что температура – это средняя кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Вместо Т ввести величину Q , так чтобы Q = 3/2 × k × T (где постоянная Больцмана k связывает величину температуры, выражаемую в энергетических единицах, с температурой, выраженной в градусах).

О шкале измерения температуры

В 1694 году Карло Ренальдини (рис. ниже)предложил принять в качестве двух крайних фиксированных точек термометра температуру таяния льда и температуру кипения воды. Предложил деления шкалы термометра на 12 равных частей и другое деление, основанное на определении температуры смеси воды, близкой к замерзанию, с кипящей водой в разных отношениях.

В 1714 году Д. Г. Фаренгейт (рис. ниже) изготовил ртутный термометр.

На шкале Фаренгейта точка таяния льда равна +32 °F, а точка кипения воды + 212 °F (при нормальном атмосферном давлении). При этом один градус Фаренгейта равен 1/180 разности этих температур. Ноль на этой шкале определяется по температуре замерзания смеси воды, льда и нашатыря, а за 100 °F принята нормальная температура человеческого тела (однако Фаренгейт ошибся в последнем измерении: нормальная температура человеческого тела составляет 97,9 °F).

По одной из версий за 100 градусов температурной шкалы Фаренгейт принял температуру тела своей жены, которая в момент измерения температуры была больна лихорадкой – именно этим и обусловлено смещение стоградусной точки на 2,1 °F, а не погрешностью самого измерения.

Термометром Фаренгейта пользовались в англоязычных странах вплоть до 70-х годов 20 века, а в США пользуются и до сих пор. Ноль градусов Цельсия – это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 9/5 градуса Цельсия.

Еще одна шкала была предложена французским ученым Р.А.Реомюром (рис.ниже) в 1730 году.

Он делал опыты со спиртовым термометром и пришел к выводу, что шкала может быть построена в соответствии с тепловым расширением спирта. Приняв за 0 ° температуру таяния льда, а за 80° температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении.

Единица – градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками – температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R): 1 °R = 1,25 °C.

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

В 1742 шведский ученый Андрес Цельсий (рис.ниже) опубликовал работу с описанием стоградусной шкалы термометра, в которой температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении была принята за 0 °, а температура таяния льда – за 100 °.

Позже шведский биолог К. Линней «перевернул» эту шкалу, приняв за 0 ° температуру таяния льда. Этой шкалой мы пользуемся до сих пор, называя ее шкалой Цельсия. В 1948 она была принята как международная.

М. В. Ломоносовым (рис. ниже) был предложен жидкостный термометр, имеющий шкалу со 150 делениями от точки плавления льда до точки кипения воды.

К концу 18 века количество различных температурных шкал значительно увеличилось. По данным «Пилометрии» Ламберта на тот момент их насчитывалось 19.

Температурные шкалы, о которых шла речь выше, отличает то, что точка отсчета для них была выбрана произвольно.

В 1848 году английским учёным лордом Кельвином (рис. ниже) была предложена абсолютная термодинамическая шкала.

Одновременно Кельвин обосновал понятие абсолютного нуля, обозначив им температуру, при которой прекращается тепловое движение молекул. По Цельсию это – 273,15 °С, т.е. один кельвин (обозначение: K) равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём.

Пересчет в градусы Цельсия: °С = K – 273,15

Абсолютный нуль температур – температура, при которой прекращается тепловое движение молекул. Абсолютный нуль температуры, начало отсчета температуры по термодинамической температурной шкале – шкале Кельвина.

Термометр ( греч. терме – тепло, метрео – измеряю ) – прибор для измерения температуры: воздуха, воды, почвы, тела человека и других физических тел. Термометры применяются в метеорологии, гидрологии, медицине и других науках и отраслях хозяйства.

На сегодняшний день используются термометры со шкалой Цельсия, Фаренгейта (в США), а также со шкалой Кельвина в научных исследованиях.

В настоящее время температуру измеряют с помощью приборов, действие которых основано на различных термометрических свойствах жидкостей, газов и твёрдых тел.

Источник

Температура таяния льда при нормальном атмосферном давлении равна

Получится ли описанный в тексте опыт по режеляции льда, если его проводить при температуре –20 °С? Ответ поясните.

Между давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость (см. таблицу).

Давление, атм	Температура при кристаллизации, см 3 /моль
1	0,0	–1,62
610	–5,0	–1,83
1970	–20,0	–2,37
2115	–22,0	0,84
5280	–10,0	1,73
5810	–5,0	1,69
7640	10,0	1,52
20000	73,8	0,68

С повышением давления до 2200 атмосфер температура плавления падает: с увеличением давления на каждую атмосферу она понижается примерно на 0,0075 °С. При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 20 670 атмосфер вода замерзает при 76 °С. В этом случае будет наблюдаться горячий лёд.

При нормальном атмосферном давлении объем воды при замерзании внезапно возрастает примерно на 11%. В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению избыточного давления до 2500 атм. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы.

В 1850 г английский физик М. Фарадей обнаружил, что два влажных куска льда при 0 °С, будучи прижаты друг к другу, прочно соединяются или смерзаются. Однако, по Фарадею, этот эффект не наблюдался с сухими кусками льда при температуре ниже 0 °С. Позже он назвал это явление режеляцией.

В 1871 г англичанин Дж.-Т. Боттомли продемонстрировал подобное явление на другом опыте. Поставив на два столбика ледяной брусок и перекинув через него тонкую стальную проволоку (диаметром 0,2 мм), к которой был подвешен груз массой около 1 кг (рис. а), Боттомли наблюдал при температуре чуть выше нуля, как в течение нескольких часов проволока прорезала лёд и груз упал. При этом ледяной брусок остался целым и невредимым, и лишь там, где проходила проволока, образовался тонкий слой непрозрачного льда. Если бы мы в течение этих часов непрерывно наблюдали за проволокой, то увидели бы, как постепенно она опускается, как бы разрезая лёд (рис. б, в, г), при этом выше проволоки никакого разреза не остаётся — брусок оказывается монолитным.

Долгое время думали, что лёд под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается, и лёд плавится. Однако расчёты показывают, что человек массой 60 кг, стоя на коньках, оказывает на лёд давление, при котором температура плавления льда под коньками уменьшается примерно на 0,1 °С, что явно недостаточно для катания, например, при –10 °С.

Вода, замерзая, может разрывать горные породы, потому что

1) температура замерзания воды зависит от давления, а в горных породах оно достигает 2500 атм.

2) с повышением внешнего давления до 2200 атмосфер температура замерзания падает.

3) объём вещества увеличивается и создаёт огромное внешнее давление.

4) при замерзании под давлением наблюдается явление режеляции льда.

Причиной разрыва горных пород при замерзании воды является увеличение объёма.

Источник