УПРАЖНЕНИЕ 11 1. Будет ли плавиться свинец, если его бросить в расплавленное олово? Ответ обоснуйте.

Краткий ответ

1. Нет, свинец не расплавится (если олово не перегрето специально выше 327 °C).
2. Да, в алюминиевом сосуде цинк расплавить можно.
3. Потому что ртуть затвердевает при −39 °C, а спирт остаётся жидким до −114 °C.

Почему так — ключевая идея

Вещество начинает плавиться, когда его температура доходит до температуры плавления \(t_{\text{пл}}\) и тепло продолжает поступать. При этом тепло само переходит только от более горячего тела к более холодному, поэтому источник не может нагреть предмет выше своей температуры.

1. Свинец в расплавленном олове. Температура плавления олова — 232 °C, свинца — 327 °C. Расплавленное олово имеет температуру около 232 °C. Отдавая тепло свинцу, оно само начнёт затвердевать, но нагреть свинец выше ~232 °C не сможет. А для плавления свинца нужно 327 °C — тепла не хватает. Свинец останется твёрдым. Расплавится он только в том случае, если олово специально перегреть выше 327 °C.

2. Цинк в алюминиевом сосуде. Температура плавления цинка — около 420 °C, алюминия — 660 °C. Чтобы расплавить цинк, сосуд нужно нагреть примерно до 420–450 °C. При этой температуре алюминий ещё твёрдый (он плавится при 660 °C), значит, сосуд выдержит и цинк в нём расплавится.

3. Спирт вместо ртути на морозе. Термометр показывает температуру, пока жидкость в нём жидкая. Ртуть кристаллизуется при −39 °C, и в районах, где зимой бывает холоднее (например, в Арктике или Якутии), ртутный термометр просто «замирает» и перестаёт работать. Спирт затвердевает лишь около −114 °C, поэтому спиртовой термометр измеряет температуру и в сильные морозы.

Проверка

Сравниваем только температуры плавления:

• 232 °C (олово) < 327 °C (свинец) → свинец не плавится;
• 420 °C (цинк) < 660 °C (алюминий) → цинк плавить можно;
• −39 °C (ртуть) > −114 °C (спирт) → спирт надёжнее в холоде.

Все три ответа следуют из одного правила: смотрим на \(t_{\text{пл}}\) и на то, какое тело может нагреть другое.