§ 19. Когда вещество кипит и плавится

Естествознание, 6 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 3: Вещества и материалы. Страницы 115–118.

Чему научишься

• Объяснять, что такое плавление и кипение.
• Понимать, что такое температура плавления и температура кипения.
• Наблюдать плавление и кипение на опытах.
• Читать график нагревания льда.
• Приводить примеры, где люди используют кипение и плавление.

Разминка

• Назови три агрегатных состояния вещества. Твёрдое, жидкое, газообразное.
• В каком состоянии вода в сосульке, в луже, в облаке пара над чайником? Твёрдом, жидком и газообразном (сам пар невидим, а белое облачко — уже крошечные капельки).
• Чем отличается расположение частиц в твёрдом теле и в газе? В твёрдом частицы плотно упакованы и только колеблются на месте. В газе они далеко друг от друга и свободно летают.
• При какой температуре тает лёд? При 0 °C.

💡 Лёд, вода и пар состоят из одних и тех же молекул воды. Меняется только то, как молекулы расположены и как быстро двигаются.

Разбираемся

Не только вода кипит, не только металл плавится

Мы привыкли: кипит вода, плавится металл. Но плавиться и кипеть может любое вещество. Лёд — это твёрдая вода, и он плавится. А железо при очень сильном нагреве не только плавится, но и закипает.

Переход из одного состояния в другое зависит от того, как расположены и двигаются частицы. Сами частицы при этом не меняются.

Плавление

Зажги свечу. Около фитиля парафин становится мягким и превращается в прозрачную жидкость. Он плавится: переходит из твёрдого состояния в жидкое.

📌 Плавление — переход вещества из твёрдого состояния в жидкое. Температура плавления — температура, при которой вещество плавится.

У каждого вещества своя температура плавления. Лёд тает уже при 0 °C, а медь — только при 1085 °C.

Кипение

Поставь кастрюлю с водой на плиту. Сначала со дна поднимаются мелкие пузырьки, потом вода бурлит по всему объёму. Внутри пузырьков — водяной пар. Вода кипит.

📌 Кипение — переход вещества из жидкого состояния в газообразное по всему объёму жидкости. Температура кипения — температура, при которой жидкость кипит.

🌟 Вода кипит при 100 °C только на уровне моря. Высоко в горах давление воздуха меньше, и вода закипает раньше. На Медеу вода кипит примерно при 95 °C, а на вершине Эвереста — около 70 °C. Мясо там варить очень долго!

График нагревания льда

Возьмём лёд из морозилки (−20 °C) и будем нагревать. Смотри, что происходит с температурой.

Видишь две «ступеньки»? На отметке 0 °C лёд плавится: тепло идёт, а температура стоит, пока весь лёд не растает. На отметке 100 °C вода кипит: температура снова стоит, пока вода не выкипит. Только потом нагревается пар.

📌 Пока вещество плавится или кипит, его температура не меняется. Всё тепло идёт на переход в новое состояние.

⚠️ Частая ошибка. «Если прибавить огонь, кипящая вода станет горячее». Нет! Она будет кипеть сильнее и быстрее выкипит, но её температура останется 100 °C.

Где это пригодится

• На электростанциях кипящая вода даёт пар, который крутит турбины.
• В котельных пар и горячая вода обогревают дома.
• В больницах инструменты кипятят, чтобы убить микробы.
• На кухне — варим суп, макароны, бешбармак.
• Зимой тротуары посыпают солью: солёная вода замерзает при более низкой температуре, чем чистая, поэтому лёд тает даже в мороз.

👨‍👩‍👧 Родителю. Поставьте кастрюлю с водой и кухонный термометр (если есть). Пусть ребёнок записывает температуру каждую минуту. Увидеть «ступеньку» на 100 °C своими глазами — лучшее объяснение.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Что такое плавление? Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.
• Что такое кипение? Переход из жидкого состояния в газообразное, когда пузырьки пара образуются по всей жидкости.
• Что такое температура плавления и кипения? Температура, при которой вещество плавится или кипит. У каждого вещества она своя.
• Почему при плавлении и кипении нужно всё время подводить тепло? Тепло тратится на то, чтобы перестроить частицы и перевести вещество в новое состояние. Если тепло перестанет поступать, процесс остановится.

Решаем упражнения

№ 1

Рассмотри разные вещества и определи, где происходит плавление, а где кипение.

Как думать. Было твёрдое, стало жидким — плавление. Жидкость бурлит пузырями пара — кипение.

Ответ: кипение — чайник и суп; всё остальное — плавление.

№ 2

Опыт 1. Зажги парафиновую свечу и понаблюдай за парафином возле огня. Заполни пропуски и сделай вывод.

🧪 Опыт. Понадобятся: парафиновая свеча на блюдце, спички.

Как думать. Посмотри на «лужицу» вокруг фитиля. Был ли там жидкий парафин до того, как зажгли свечу?

Ответ: парафин плавится, становится жидким; при повышении температуры вещество меняет агрегатное состояние — плавится; переход из твёрдого в жидкое — плавление.

⚠️ Опыты с огнём — только со взрослым. Не наклоняйся над пламенем, убери волосы, держи рядом стакан воды. Горячий воск обжигает — не трогай его пальцами.

№ 3

Опыт 2. Нагревай щипцами над пламенем алюминиевую или медную проволоку несколько минут. Удалось ли её расплавить? Почему?

Как думать. Сравни температуру плавления металлов с температурой пламени спиртовки. И вспомни: металл быстро отдаёт тепло в щипцы и в воздух.

Решение.

1. Алюминий плавится при 660 °C, медь — при 1085 °C.
2. Пламя спиртовки горячее, но оно греет маленький участок. Металл хорошо проводит тепло: оно уходит в щипцы и воздух.
3. Поэтому проволока раскаляется и может потемнеть, но не плавится.

Ответ: нет, расплавить не удалось: у этих металлов очень высокая температура плавления, а спиртовка не может нагреть их так сильно. Для плавления нужно всё время подводить много тепла.

⚠️ Проволока после нагрева долго остаётся горячей, хотя выглядит обычно. Клади её только на подставку.

№ 4

Опыт 3. Положи кусочек льда в пробирку и немного нагрей над спиртовкой. Что видишь? Можно ли обойтись без нагревания?

Как думать. Какая температура плавления у льда? А какая температура в комнате?

Решение. Лёд быстро превращается в воду — плавится. Без спиртовки тоже можно: в комнате около +20 °C, это выше 0 °C, и лёд растает сам, только медленнее. Даже тепла руки достаточно.

Ответ: лёд плавится; можно обойтись без нагревания, потому что температура плавления льда (0 °C) ниже комнатной.

№ 5

Опыт 4. Нагрей воду над спиртовкой. Что видишь? Можно ли обойтись без нагревания? Заполни пропуски.

Как думать. Сравни температуру кипения воды (100 °C) с температурой в комнате.

Решение. Сначала на дне появляются пузырьки, затем вода бурлит, от неё идёт пар. Без нагревания вода не закипит: в комнате намного холоднее 100 °C.

Ответ: вода кипит; без нагревания не обойтись; у разных веществ разная температура кипения; кипение — переход из жидкого в газообразное, а плавление — из твёрдого в жидкое.

👨‍👩‍👧 Родителю. Дома этот опыт легко повторить с прозрачной кастрюлей или чайником со стеклянными стенками. Следите, чтобы ребёнок не наклонялся над паром: он обжигает сильнее кипятка.

№ 6

Опыт 5. Насыпь в пробирку 1–2 ложечки сахара и нагревай над спиртовкой. Что видишь? Что будет, если нагревать дольше?

🧪 Опыт. Понадобятся: пробирка, пробиркодержатель, спиртовка, сахар.

Как думать. На картинках в учебнике три пробирки: в первой белый сахар, во второй — светло-коричневый, в третьей — тёмно-бурый. Чем отличается последняя?

Ответ: сахар сначала плавится, затем буреет (карамель), а при долгом нагревании обугливается — превращается в чёрный уголь и дым, то есть разлагается.

⚠️ Пробирку держи отверстием от себя и от соседей. Расплавленный сахар очень горячий и липкий — ожог от него сильный.

💡 Леденцы-«петушки» на палочке делают именно так: сахар плавят до карамели и выливают в форму.

№ 7

По схеме 12 (лёд ⇄ вода в стакане ⇄ кипящий чайник) определи, где температура повышается, где понижается. Где кипение, а где плавление?

Как думать. Стрелки вправо — нагреваем, стрелки влево — охлаждаем.

Решение.

1. Лёд → вода: температура повышается, это плавление.
2. Вода → пар (чайник): температура повышается, это кипение.
3. Пар → вода: температура понижается, пар превращается в воду (конденсация).
4. Вода → лёд: температура понижается, вода замерзает (отвердевание).

Ответ: вправо — нагревание (плавление, затем кипение); влево — охлаждение (конденсация, затем замерзание).

№ 8

(вопрос 1 из «Подумай и скажи») Меняется ли температура жидкости при кипении?

Ответ: нет. Пока жидкость кипит, её температура не меняется; всё тепло уходит на образование пара.

№ 9

(вопрос 2) Почему пузырьки при кипении растут и поднимаются вверх?

Как думать. Что внутри пузырька? Легче он воды или тяжелее?

Пример ответа.

• Внутри пузырька — водяной пар. Он намного легче воды, поэтому вода выталкивает пузырёк вверх.
• По дороге в пузырёк испаряется всё новая вода, и он растёт.
• Чем выше, тем меньше давит вода сверху, поэтому пузырёк расширяется.

Ответ: пузырьки наполнены паром, который легче воды; в них испаряется ещё вода, и их всё меньше сдавливает — поэтому они растут и всплывают.

№ 10

(вопрос 3) Можно ли испарение считать кипением? Почему?

Пример ответа.

• Испарение идёт при любой температуре: лужа сохнет и в прохладный день.
• Испарение идёт только с поверхности жидкости, а кипение — по всему объёму, с пузырями.
• Кипение начинается только при определённой температуре — температуре кипения.

Ответ: нет. И то и другое — переход в газ, но испарение идёт при любой температуре и только с поверхности, а кипение — при температуре кипения и во всём объёме.

№ 11

(вопросы 4–5) Знаешь ли ты выражение «кипеть от злости»? Это положительное, отрицательное или нейтральное? Закончи фразу: «Я считаю, что…, это происходит, когда…».

Как думать. Почему сравнили злость именно с кипением? Вспомни бурлящий чайник с подпрыгивающей крышкой.

Пример ответа. Я считаю, что «кипеть от злости» — это отрицательное состояние. Это происходит, когда человек очень сильно сердится и не может себя сдержать: краснеет, кричит, «бурлит», как кипящий чайник, у которого вот-вот сорвёт крышку.

Ответ: выражение отрицательное; так говорят о человеке, который очень сильно злится.

№ 12

Если человек будет «кипеть» от злости, как это скажется на нём самом и на окружающих?

Пример ответа.

• На самом человеке: учащается пульс, поднимается давление, болит голова. Он может наговорить лишнего и потом жалеть.
• На окружающих: им неприятно и страшно, портится настроение, может начаться ссора. Друзья могут отдалиться.
• Что делать: остановиться, глубоко вдохнуть, сосчитать до десяти, выйти на свежий воздух — «выключить огонь под чайником».

Ответ: злость вредит здоровью самого человека и портит отношения с людьми; важно научиться «остывать».

💡 В конце урока — самооценка «Дерево роста»: на вершине — «я всё понял», на ветках — «есть вопросы», на земле — «не разобрался». Выбери своего человечка и допиши: «Сегодня у меня возникли вопросы…», «Дома мне нужно…».

Шпаргалка

• Плавиться и кипеть может любое вещество.
• У каждого вещества своя температура плавления и кипения.
• Чтобы вещество плавилось или кипело, нужно всё время подводить тепло.
• Кипение — во всём объёме, испарение — только с поверхности.

Мини-тест