Разложено
Разложено
Физика · 8 класс · Тепловые процессы

Плавление и отвердевание кристаллических тел

Как плавятся и отвердевают кристаллические тела, что такое температура плавления и почему при плавлении температура не растёт. Ещё учимся читать «полочку» на графике и пользоваться таблицей температур плавления.

Читать урок
Физика
Физика
Перышкин И.М., Иванов А.И.
Просвещение, 2026 · 6-е издание, стереотипноес. 54–55
2 частей · 25 минсреднийчитаешь как гость
аудио-обзор «Плавление и отвердевание кристаллических тел»05:29
О чём видео
05:29 · одним куском
  • Плавление: нагрели до нужной температуры и стоим на месте
  • Отвердевание и график: то же самое, но в обратную сторону

Ты опустил термометр в стакан с тающим льдом. В комнате тепло, лёд всё время получает тепло от воздуха, а термометр упрямо показывает 0 °C и не двигается. Куда девается тепло и почему температура стоит на месте?

Вернёмся к нему в конце урока.
Ментальная карта
как связаны идеи урока
Плавление и кристаллизация
Процесс плавления
Определение
Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое
Условия протекания
Предварительный нагрев до определённой температуры
Теплообмен с окружающей средой
Температура плавления
Температура, при которой вещество плавится
Постоянство температуры во время плавления
Опыт со льдом
Условия
80 г растолчённого льда
Использование термометра
Наблюдения
Температура начала таяния: 0 °C
Неизменность температуры в процессе таяния
Полный переход льда в жидкое состояние
Примеры веществ и температуры
Агрегатные состояния при 1000 °C
Алюминий, вольфрам, железо, золото, свинец, серебро
Плавление в кипящей воде (100 °C)
Вещества с температурой плавления ниже 100 °C
После урока ты сможешь
  1. Ты сможешь объяснить, что происходит с температурой кристаллического тела при нагревании, плавлении и остывании.

  2. Ты сможешь по таблице температур плавления определить, твёрдым или жидким будет вещество при заданной температуре.

  3. Ты сможешь найти на графике нагревания или остывания участок плавления (отвердевания) и объяснить, что на нём происходит.

По школьной программе тема включает
  1. Плавление и отвердевание кристаллических веществ

Это план темы из программы. Практические работы проходят в классе — здесь их нет.

1
Часть 1 · 13 мин

Плавление: нагрели до нужной температуры и стоим на месте

Что происходит с температурой, пока кристаллическое тело плавится

Начнём с наблюдения. Берём кусок льда и греем. Сначала он просто нагревается. Потом на нём появляются капли воды, он начинает таять. А температура? Она застывает и стоит на одном значении, пока не растает последний кусочек. Только после этого вода начинает нагреваться дальше.

И это не особенность льда. Так ведут себя все вещества в кристаллическом состоянии: металлы, лёд, соли. Чтобы расплавить кристаллическое тело, его нужно сначала нагреть до определённой температуры. Дальше плавление идёт уже при ней.

Стакан с тающим льдом, в него помещён термометр, рядом подписано 0 °C
Термометр в стакане с тающим льдом: рядом указано 0 °C

Представь это так. Тело получает тепло. До плавления это тепло «разгоняет» частицы, и температура растёт. Когда достигнута температура плавления, всё получаемое тепло уходит на сам переход из твёрдого состояния в жидкое. На «разгон» ничего не остаётся, поэтому термометр стоит. Это объяснение подачи: учебник фиксирует сам факт, что температура не изменяется.

Определение
Плавление

Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое называют плавлением.

Аналогия. Как дверь между двумя комнатами: пока человек проходит через дверь, он меняет комнату. Здесь вещество тоже переходит из одного состояния в другое — из твёрдого в жидкое.

Мнемоническая зацепка. «ПЛАВление» → ПЛАВает: твёрдое вещество становится жидким и может плавать.

Определение
Температура плавления

Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества. Обозначение: tплt_{\text{пл}}. Единица измерения: градус Цельсия, °C.

Аналогия. Это как установленная отметка на термометре: пока вещество не дошло до этой отметки, плавление ещё не начинается.

Мнемоническая зацепка. tплt_{\text{пл}} → «ПЛ» = ПЛавление: индекс «пл» напоминает, с каким процессом связана температура.

Ассоциация
Как это держать в голове

Аналогия. Человек копит деньги на покупку: пока копит, сумма растёт. В день покупки деньги тратятся на сам товар, и «накопленное» перестаёт расти, пока покупка не оформлена. Здесь так же: тепло, пришедшее на tплt_{\text{пл}}, тратится на плавление, а температура не растёт.

Оговорка. Это образ, а не определение. Канон один: во время плавления температура вещества не изменяется.

Мнемоническая зацепка. «Полочка» на графике = ПЛавление: линия перестала расти и стала горизонтальной, пока идёт плавление.

Металлическая ложка с тёмным веществом, которую держат над пламенем горелки
Металлическая ложка с тёмным веществом над пламенем горелки

Эту установку ты увидишь на уроках: тело нагревают на горелке и следят за температурой. У разных веществ tплt_{\text{пл}} разная. Это видно по таблице 3 (при нормальном атмосферном давлении):

  • водород: −259-259 °C, кислород: −219-219 °C, азот: −210-210 °C;
  • спирт: −114-114 °C, ртуть: −39-39 °C;
  • лёд: 00 °C, цезий: 2929 °C, калий: 6363 °C, натрий: 9898 °C;
  • олово: 232232 °C, свинец: 327327 °C, цинк: 420420 °C, алюминий: 660660 °C;
  • серебро: 962962 °C, латунь: 10001000 °C, золото: 10641064 °C, медь: 10851085 °C;
  • чугун: 12001200 °C, кремний: 14141414 °C, сталь: 15001500 °C, железо: 15391539 °C;
  • платина: 17721772 °C, осмий: 30453045 °C, вольфрам: 33873387 °C.

И ещё одно следствие: тела в жидком состоянии имеют температуру выше своей температуры плавления.

Твёрдое или жидкое при комнатной температуре?
  1. Берём комнату с температурой 2020 °C и два вещества из таблицы: ртуть и свинец.

  2. Ртуть: tпл=−39t_{\text{пл}} = -39 °C. Комнатные 2020 °C выше −39-39 °C, значит ртуть жидкая.

  3. Свинец: tпл=327t_{\text{пл}} = 327 °C. Комнатные 2020 °C ниже 327327 °C, значит свинец твёрдый.

  4. Правило: выше tплt_{\text{пл}} вещество жидкое, ниже — кристаллическое твёрдое. Сама tплt_{\text{пл}} — это точка, где идёт плавление.

Свинец нагрели до 327327 °C и продолжают греть. Что покажет термометр, пока свинец плавится?

показать

Те же 327327 °C. Во время плавления температура не изменяется. Она начнёт расти только после того, как весь свинец расплавится.

Железо (15391539 °C) и олово (232232 °C): какое вещество нужно нагреть сильнее, чтобы оно начало плавиться?

показать

Железо: у него tплt_{\text{пл}} выше. У разных веществ tплt_{\text{пл}} разная.

Проверь себя
мини-тест части 1 · вопросы наугад
Вопрос 1 из 3средний

Что называют плавлением вещества согласно представленному материалу?

1 из 3

2
Часть 2 · 12 мин

Отвердевание и график: то же самое, но в обратную сторону

Сравнение плавления и отвердевания и чтение «полочки» на графике

Теперь пустим процесс назад. Расплавленное тело остывает: сначала температура падает, потом тело начинает затвердевать, и опять температура застывает на одном значении. Отвердевание начинается при определённой температуре, до которой расплавленное тело нужно охладить.

Определение
Отвердевание (кристаллизация)

Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое называют отвердеванием или кристаллизацией.

Аналогия. Как растаявший воск снова становится твёрдой свечой: жидкое состояние постепенно переходит обратно в твёрдое.

Мнемоническая зацепка. «КРИСТАЛЛизация» → КРИСТАЛЛ: жидкое вещество превращается в твёрдое, образуя кристаллическую структуру.

Определение
Температура отвердевания

Температуру, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют температурой отвердевания или кристаллизации. Обозначение: tотвt_{\text{отв}}. Единица измерения: °C.

Аналогия. Это как обратная отметка на термометре: расплавленное вещество охлаждают до этой температуры, и начинается его переход в твёрдое состояние.

Мнемоническая зацепка. tотвt_{\text{отв}} → «ОТВ» = ОТВердевание: обозначение напоминает название процесса.

Ассоциация
Как это держать в голове

Аналогия. Отвердевание — это тот же путь между двумя состояниями, но в обратную сторону: при плавлении твёрдое становится жидким, при отвердевании жидкое становится твёрдым.

Оговорка. Это образ, а не определение. Канон один: отвердевание (кристаллизация) — переход из жидкого состояния в твёрдое.

Мнемоническая зацепка. «ОТВ» → ОТВердение: при остывании жидкое вещество возвращается в твёрдое состояние.

Правило
Главное: температуры совпадают

При неизменном внешнем давлении вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся: tотв=tплt_{\text{отв}} = t_{\text{пл}}. Поэтому отдельной таблицы для отвердевания нет. Берём ту же таблицу 3.

Плавление и отвердевание: две стороны одного процесса
ПризнакПлавлениеОтвердевание

Переход

твёрдое → жидкое

жидкое → твёрдое

Как ещё называют

—

кристаллизация

Температура

tплt_{\text{пл}}

tотв=tплt_{\text{отв}} = t_{\text{пл}}

Во время процесса

температура не изменяется

температура не изменяется

Что нужно сделать с телом

нагреть до tплt_{\text{пл}}

охладить до tотвt_{\text{отв}}

Как это выглядит на графике. На графике по горизонтали откладывают время (или отданное и полученное тепло), по вертикали — температуру.

  • При нагревании твёрдого тела линия идёт вверх.
  • Когда начинается плавление, линия ложится на горизонтальную «полочку»: температура не меняется. Высота полочки — это tплt_{\text{пл}}.
  • Когда всё расплавилось, линия снова идёт вверх.

При остывании картина зеркальная. Линия идёт вниз, потом «полочка» на уровне tотвt_{\text{отв}}, потом снова вниз. Горизонтальный участок — всегда признак плавления или отвердевания. Именно такие задания дают на ОГЭ: нужно показать, какой участок графика что описывает. Приём один: ищи полочку.

Как читать график плавления и отвердевания
  1. Найти наклонный участок нагревания
  2. Найти полочку плавления
  3. Определить температуру плавления
  4. Прочитать остывание
  5. Отличить отвердевание
Расплавленный свинец остывает
  1. Свинец в жидком состоянии, его температура выше 327327 °C. Его начинают охлаждать.

  2. Температура падает до 327327 °C. Это tотвt_{\text{отв}} свинца: она равна tпл=327t_{\text{пл}} = 327 °C.

  3. Дальше свинец отвердевает, и температура остаётся 327327 °C, пока не затвердеет весь.

  4. Только после этого твёрдый свинец остывает ниже 327327 °C. На графике это линия вниз, полочка и снова линия вниз.

Неверно

Пока тело плавится, его температура растёт, ведь тепло продолжают подводить.

Верно

Во время плавления температура вещества не изменяется. Тепло идёт на переход в жидкое состояние. Температура снова растёт только после того, как всё вещество расплавилось.

На графике остывания видна горизонтальная полочка на уровне 00 °C. Какое вещество и какой процесс?

показать

Вода в лёд. Идёт отвердевание, tотв=tпл=0t_{\text{отв}} = t_{\text{пл}} = 0 °C. Для льда tплt_{\text{пл}} равна 00 °C.

Правило
Сравнение с аморфными телами

Требуемое программой сравнение плавления кристаллических тел и размягчения аморфных тел в приложенном первоисточнике явно не раскрыто. Поэтому отдельного канонического сравнения по этому вопросу в уроке нет.


Тепло из воздуха идёт в лёд. Пока лёд плавится, оно тратится на сам переход из твёрдого состояния в жидкое, а не на повышение температуры. Поэтому, пока в стакане остаётся лёд, термометр показывает 00 °C. Для льда это tплt_{\text{пл}}, и во время плавления температура вещества не изменяется. Нагреваться вода начнёт, когда лёд растает целиком.

Возвращаемся к вопросу урока
Главное за минуту
что нужно унести из урока
  • Плавление — переход из твёрдого состояния в жидкое, отвердевание (кристаллизация) — из жидкого в твёрдое.

  • Чтобы расплавить кристаллическое тело, его сначала нагревают до tплt_{\text{пл}}. Во время плавления температура не изменяется.

  • У разных веществ tплt_{\text{пл}} разная, её берут из таблицы.

  • При неизменном давлении tотв=tплt_{\text{отв}} = t_{\text{пл}}.

  • На графике плавление и отвердевание — горизонтальная полочка.

Термины урока
Плавление

Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Температура плавления

Температура, при которой вещество плавится.

Отвердевание (кристаллизация)

Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое.

Температура отвердевания (кристаллизации)

Температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется).

Шпаргалка
Термины и обозначения
Плавление

переход из твёрдого состояния в жидкое

Отвердевание (кристаллизация)

переход из жидкого состояния в твёрдое

tплt_{\text{пл}}

температура, при которой вещество плавится, °C

tотвt_{\text{отв}}

температура отвердевания (кристаллизации), °C

tотв=tплt_{\text{отв}} = t_{\text{пл}}

при неизменном внешнем давлении

Плавление и отвердевание
ПлавлениеОтвердевание

Переход

твёрдое → жидкое

жидкое → твёрдое

Температура

tплt_{\text{пл}}

tотв=tплt_{\text{отв}} = t_{\text{пл}}

Во время процесса

не изменяется

не изменяется

Тело нужно

нагреть до tплt_{\text{пл}}

охладить до tотвt_{\text{отв}}

Читаем график температуры
Найди полочку

горизонтальный участок — плавление или отвердевание

Определи уровень

высота полочки — это tплt_{\text{пл}} вещества

Выбери процесс

линия шла вверх — плавление, вниз — отвердевание

Сравни с таблицей

по tплt_{\text{пл}} определи вещество

Секретный факт

Самый тугоплавкий металл в таблице — вольфрам: он плавится при 33873387 °C. Именно поэтому из него делают спирали ламп накаливания.

Секретный факт

Ртуть плавится при −39-39 °C, поэтому при комнатной температуре она жидкая.

Секретный факт

Цезий плавится уже при 2929 °C. Это ниже температуры человеческого тела, так что кусочек цезия в руке начал бы таять.

Повторялка
осталось ещё 10 · круг ≈ 3 мин
Вопрос1/10

Что называют плавлением вещества?

нажми, чтобы перевернуть
Ответ1/10

Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.

отметь: знал или нет
выучено0%

Так это спрашивают на экзамене

демоверсии ФИПИ
6 заданий по теме «Тепловые процессы» — как вопрос выглядит на самом экзамене
ОГЭ 20278

400 300 200 100 0 100 200 Q, кДж t, ºС

На рисунке представлен график зависимости температуры tt твёрдого тела от отдаваемого им количества теплоты QQ. Масса тела равна 4 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

Задание ОГЭ 2027 года, номер 8
Оригинал задания из демоверсии
Ответ: 2501 балл
ОГЭ 202714

0 D Q, Дж t, ºС 40 20 –20 С В А II I

На рисунке графически изображён процесс теплообмена для случая, когда в нагретую до 40 °С жидкость опускают кусок льда. Потерями энергии при теплообмене можно пренебречь. Используя рисунок, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

Задание ОГЭ 2027 года, номер 14
Оригинал задания из демоверсии
Ответ: 132 балла
ОГЭ 202718

В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Часть воды вылилась, и над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 125 °С. Атмосферное давление 10510^5 Па. Закипит или нет поднятая паром вода? Ответ поясните.

Задание ОГЭ 2027 года, номер 18
Оригинал задания из демоверсии
2 балла
ОГЭ 202722

В алюминиевом калориметре массой 100 г находилось 200 г воды при комнатной температуре. Затем в воду опустили спираль сопротивлением 2 Ом, подключённую к источнику напряжением 12 В. На сколько градусов нагрелся калориметр с водой за 5 мин., если потери энергии в окружающую среду составили 25 %?

Задание ОГЭ 2027 года, номер 22
Оригинал задания из демоверсии
3 балла
ОГЭ 20265

Возьмём два одинаковых стеклянных кувшина (11 и 22, см. рисунок), наполним их одинаковым количеством воды комнатной температуры. Второй кувшин накроем куском чёрной ткани. Поставим кувшины на солнце и будем измерять температуру в них каждые полчаса.

Возьмём два одинаковых стеклянных кувшина (11 и 22, см. рисунок), наполним их одинаковым количеством воды комнатной температуры. Второй кувшин накроем куском чёрной ткани. Поставим кувшины на солнце и будем измерять температуру в них каждые полчаса. В каком кувшине температура воды станет повышаться быстрее?

Задание ОГЭ 2026 года, номер 5
Оригинал задания из демоверсии
Ответ: 21 балл
ОГЭ 20268

На рисунке показан график зависимости температуры вещества от поглощённого им количества теплоты. Масса вещества – 0,50,5 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

На рисунке показан график зависимости температуры вещества от поглощённого им количества теплоты. Масса вещества – 0,50,5 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Какова удельная теплота плавления вещества?

Задание ОГЭ 2026 года, номер 8
Оригинал задания из демоверсии
Ответ: 6001 балл
Задание экзамена здесь появится в старших классах — сначала формула, экзамен потом.
Босс урока
случайные вопросы по всему уроку — каждый раз новые
Босс: собери всё вместе
итоговый тест урока
Вопрос 1 из 8трудный

Что в физике называют процессом плавления вещества?

1 из 8

Инфографика

весь урок одной картинкой — нажми, чтобы рассмотреть
инфографика «Плавление и отвердевание кристаллических тел»

Слайды

13 слайдов по всему уроку — нажми на слайд, чтобы рассмотреть
Слайд page-0001.jpg
Слайд page-0002.jpg
Слайд page-0003.jpg
Слайд page-0004.jpg
Слайд page-0005.jpg
Слайд page-0006.jpg
Слайд page-0007.jpg
Слайд page-0008.jpg
Слайд page-0009.jpg
Слайд page-0010.jpg
Слайд page-0011.jpg
Слайд page-0012.jpg
Слайд page-0013.jpg
Конспект
весь параграф сжатым текстом — для повторения перед контрольной
показать целикомсвернуть

Учебное пособие: Плавление и отвердевание кристаллических тел

Данное учебное пособие предназначено для изучения и закрепления физических основ процессов перехода веществ из твёрдого агрегатного состояния в жидкое на примере кристаллических тел.

1. Теоретические основы и ключевые концепции

Описание опыта по плавлению льда

Для изучения процессов фазовых переходов проводится опыт со следующим алгоритмом и наблюдениями:

  1. Условия опыта: В стакан помещается примерно 80 г80\text{ г} растолчённого льда, в который опускается термометр.
  2. Процесс нагрева: В результате теплообмена с окружающей средой (воздухом в комнате) температура льда начинает постепенно повышаться.
  3. Начало плавления: Когда температура льда достигает 0∘C0^\circ\text{C}, лёд начинает таять (плавиться).
  4. Поведение температуры: В процессе таяния льда его температура остаётся неизменной (0∘C0^\circ\text{C}).
  5. Завершение процесса: Температура не изменяется до тех пор, пока весь лёд полностью не перейдёт из твёрдого состояния в жидкое (воду).

Основные понятия и определения

  • Плавление — это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.
  • Условие плавления кристаллических тел: Чтобы расплавить кристаллическое тело, его необходимо сначала нагреть до определённой температуры.
  • Температура плавления — это конкретная температура, при которой вещество начинает плавиться.

2. Вопросы для краткого ответа (Квиз)

Ответьте на следующие вопросы, используя материалы проведённого опыта и теоретические определения:

  1. Что происходит с водой и льдом при изменении температуры на улице?
  • Ответ: В мороз вода замерзает и превращается в лёд, а при потеплении происходит обратный процесс — лёд тает и становится водой.
  1. Сколько растолчённого льда используется в описанном опыте?
  • Ответ: Примерно 80 г80\text{ г}.
  1. За счёт чего повышается температура льда в стакане, оставленном на столе?
  • Ответ: За счёт теплообмена с окружающей средой.
  1. При какой температуре начинает таять лёд?
  • Ответ: При температуре 0∘C0^\circ\text{C}.
  1. Как меняется температура льда во время самого процесса таяния?
  • Ответ: Температура не изменяется до полного перехода льда в жидкое состояние.
  1. Дайте определение процессу плавления.
  • Ответ: Плавление — это переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.
  1. Что необходимо сделать с кристаллическим телом, прежде чем оно начнёт плавиться?
  • Ответ: Его нужно сначала нагреть до определённой температуры (температуры плавления).

3. Задания и контрольные вопросы для анализа

Используйте физические принципы плавления и температуры плавления веществ для решения следующих задач:

Задача 1 (Определение агрегатного состояния)

В каком агрегатном состоянии находятся при температуре 1000∘C1000^\circ\text{C} следующие вещества:

  • Алюминий
  • Вольфрам
  • Железо
  • Золото
  • Свинец
  • Серебро

Задача 2 (Возможность плавления)

Какие вещества можно расплавить в воде, находящейся при температуре 100∘C100^\circ\text{C}?

4. Темы для эссе и развёрнутых ответов

  1. Анализ поведения температуры при фазовом переходе: Подробно опишите опыт с плавлением 80 г80\text{ г} растолчённого льда. Объясните, почему при достижении 0∘C0^\circ\text{C} температура системы «лёд — вода» перестаёт расти, несмотря на продолжающийся теплообмен с окружающей средой, и в какой момент наблюдаемый рост температуры возобновится.
  2. Закономерности плавления кристаллических тел: Раскройте сущность понятия «температура плавления». Опишите последовательность условий, необходимых для того, чтобы перевести кристаллическое вещество из твёрдого состояния в жидкое.

5. Глоссарий терминов

Термин · Определение / Описание

  • Агрегатное состояние — Физическое состояние вещества (например, твёрдое или жидкое), изменяющееся при определённых температурных условиях.
  • Кристаллическое тело — Твёрдое тело, имеющее определённую температуру плавления, для смены агрегатного состояния которого требуется предварительный нагрев.
  • Плавление — Процесс перехода вещества из твёрдого агрегатного состояния в жидкое.
  • Температура плавления — Определённая температура, при которой вещество переходит из твёрдого состояния в жидкое.
  • Теплообмен — Процесс передачи теплоты между телом (льдом) и окружающей средой, приводящий к изменению температуры тела.
Таблица понятий
термин, определение и пример в одном месте
показать целикомсвернуть
ТерминОпределениеПример
ПлавлениеПереход вещества из твёрдого состояния в жидкое.Лёд тает при температуре 0 °C и становится водой.
Температура плавленияТемпература, при которой вещество плавится.Температура плавления льда составляет 0 °C.
Отвердевание (кристаллизация)Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое.Вода замерзает на улице в мороз и превращается в лёд.
Температура отвердевания (кристаллизации)Температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется).Вода замерзает и превращается в лёд при 0 °C.