Topenie a tuhnutie

Topenie a tuhnutie

Skupenstvá látok

Látky sa v prírode môžu vyskytovať v rôznych skupenstvách. Najčastejšie rozlišujeme:

• pevné skupenstvo – látka má stály tvar aj objem, napríklad ľad, kameň, kov,
• kvapalné skupenstvo – látka má stály objem, ale mení tvar podľa nádoby, napríklad voda, olej,
• plynné skupenstvo – látka nemá stály tvar ani objem, napríklad vodná para, vzduch.

Skupenská premena

Skupenská premena je dej, pri ktorom látka mení svoje skupenstvo.

K premene skupenstva dochádza za určitých podmienok, najmä pri:

• zmene teploty,
• zmene tlaku.

Príkladom skupenských premien sú topenie, tuhnutie, vyparovanie, kondenzácia alebo sublimácia.

Topenie

Čo je topenie?

Topenie je skupenská zmena, pri ktorej sa pevná látka mení na kvapalinu.

Nastáva vtedy, keď pevnú látku zohrievame. Jej teplota sa postupne zvyšuje, až dosiahne určitú hodnotu, ktorú nazývame teplota topenia.

Teplota topenia

Teplota topenia je teplota, pri ktorej sa pevná látka začína meniť na kvapalinu.

Označuje sa:

tt [°C]

Je to fyzikálna veličina.

Pri teplote topenia dochádza k zmene pevného skupenstva na kvapalné.

Príklady teploty topenia

Niektoré látky majú nízku teplotu topenia, iné sa topia až pri veľmi vysokých teplotách.

Maslo a ľad patria medzi látky s nižšou teplotou topenia.

Kovy sa topia pri vysokej teplote. Pri kovoch hovoríme aj o tavení.

Čo sa deje počas topenia?

Keď pevná látka dosiahne teplotu topenia, jej teplota sa počas topenia istý čas nezvyšuje, aj keď ju ďalej zohrievame.

Je to preto, že dodávané teplo sa nespotrebúva na zvyšovanie teploty, ale na premenu skupenstva.

Toto teplo nazývame:

skupenské teplo topenia

Označuje sa:

lt

Je to tiež fyzikálna veličina.

Zmeny pri topení

Pri topení platí:

• hmotnosť látky sa nemení,
• objem látky sa môže meniť,
• pevná látka sa mení na kvapalinu,
• častice látky sa začínajú pohybovať voľnejšie.

Rozdelenie pevných látok

Pevné látky môžeme rozdeliť podľa vnútornej stavby na:

Pri kryštalických látkach býva teplota topenia presne určená. Pri amorfných látkach látka často postupne mäkne a až potom sa mení na kvapalinu.

Tuhnutie

Čo je tuhnutie?

Tuhnutie je skupenská zmena, pri ktorej sa kvapalná látka mení na pevnú látku.

Je to opačný dej ako topenie.

Tuhnutie nastáva vtedy, keď sa látka alebo jej okolie ochladzuje.

Teplota tuhnutia

Teplota tuhnutia je teplota, pri ktorej kvapalná látka tuhne a mení sa na pevnú látku.

Pri kryštalických látkach platí:

teplota tuhnutia = teplota topenia

Príklad:

Voda tuhne na ľad pri teplote 0 °C. Túto teplotu nazývame aj bod mrazu.

Zmeny pri tuhnutí

Pri tuhnutí väčšina látok:

• zmenšuje svoj objem,
• mení sa z kvapalného skupenstva na pevné,
• odovzdáva teplo okoliu,
• jej častice sa pohybujú pomalšie a ukladajú sa bližšie k sebe.

Príkladom látky, ktorá pri tuhnutí zmenšuje objem, je parafín.

Anomália vody

Čo znamená anomália vody?

Anomália vody znamená, že voda sa pri ochladzovaní nespráva úplne rovnako ako väčšina ostatných kvapalín.

Väčšina kvapalín pri tuhnutí svoj objem zmenšuje.

Voda sa však správa inak:

• pri tuhnutí svoj objem zväčšuje,
• ľad má väčší objem ako voda,
• ľad má menšiu hustotu ako voda, preto pláva na hladine.

Najväčšia hustota vody

Voda má najväčšiu hustotu pri teplote:

4 °C

To znamená, že pri tejto teplote je voda najhustejšia.

Táto vlastnosť má veľký význam pre život v prírode. Vďaka nej vodné nádrže v zime nezamŕzajú celé od dna, ale najprv zamŕza hladina. Pod ľadom môže zostať voda v kvapalnom skupenstve, v ktorej prežívajú vodné živočíchy.

Rozdiel medzi topením a tuhnutím

Zapamätaj si

• Topenie je premena pevnej látky na kvapalinu.
• Tuhnutie je premena kvapaliny na pevnú látku.
• Teplota topenia a teplota tuhnutia sú pri kryštalických látkach rovnaké.
• Pri topení sa nemení hmotnosť látky, ale môže sa meniť objem.
• Voda je výnimočná tým, že pri tuhnutí zväčšuje svoj objem.
• Voda má najväčšiu hustotu pri 4 °C.