§ 16. График плавления и отвердевания кристаллических тел

Чтобы понять, что происходит с веществом при нагревании и охлаждении, удобно использовать график зависимости температуры от времени. Рассмотрим плавление льда. В начале опыта температура льда была около −40 °C, и при нагревании она постепенно росла — это участок AB на графике. Когда температура достигла 0 °C, лёд начал плавиться, и температура перестала меняться, несмотря на продолжающийся нагрев, — это горизонтальный участок BC (рис. 1: слева красный отрезок AB круто поднимается от −40 °C, а дальше зелёный участок BC тянется строго вдоль отметки 0 °C).

Почему температура не растёт во время плавления? В кристалле льда частицы сидят в узлах решётки и лишь колеблются. Нагрев усиливает эти колебания, пока связи не начнут рваться: решётка разрушается, тело теряет форму. Подведённая энергия уходит на разрыв связей и рост потенциальной энергии молекул, а средняя кинетическая энергия (и температура) остаётся прежней, пока плавление не закончится.

Когда весь лёд расплавился, нагрев воды продолжился (участок CD), а затем началось охлаждение (участок DE).