Да, при кристаллизации воды тепло выделяется.
Подробное объяснение:
Кристаллизация — это фазовый переход из жидкого состояния (вода) в твёрдое (лёд). Такой процесс является обратным плавлению.
При плавлении льда необходимо подводить тепло, чтобы разрушить упорядоченную кристаллическую структуру и превратить лёд в воду. Это тепло называется удельной теплотой плавления (для воды — около 330 кДж/кг).
Поскольку кристаллизация — процесс обратный, то при образовании кристаллической структуры молекулы воды переходят в более упорядоченное и энергетически выгодное состояние. При этом избыточная энергия, которая ранее была затрачена на разрушение связи при плавлении, возвращается в окружающую среду в виде теплоты.
То есть:
- При плавлении: тепло поглощается → Q > 0
- При кристаллизации: тепло выделяется → Q < 0 (по знаку в термодинамике), но модуль выделившейся энергии такой же, как при плавлении.
Формула для количества выделившейся теплоты:
|Q| = λ · m
где:
- λ = 330 кДж/кг — удельная теплота плавления (и кристаллизации) воды
- m — масса воды, превратившейся в лёд
Например, при замерзании 1 кг воды в окружающую среду выделится 330 кДж теплоты.
Почему это важно?
Это явление объясняет, почему:
- Весной лёд тает медленно — он поглощает тепло из воздуха, охлаждая его.
- Осенью, когда вода в лужах замерзает, вокруг может быть чуть теплее, чем ожидалось — потому что выделяется тепло.
- Садоводы иногда поливают растения перед заморозками: вода, замерзая на ветвях, выделяет тепло, защищая цветки от повреждения.
Таким образом, да — при кристаллизации воды тепло выделяется, и это не просто теория, а явление, которое можно почувствовать даже в собственном саду. А теперь представьте: лёд — это не просто холод, а своего рода «аккумулятор тепла», который при замерзании щедро делится энергией с миром. Физика напоминает: даже когда всё кажется ледяным, внутри может происходить тёплый обмен!