12. На каком из графиков зависимости температуры от времени (рис. 183) есть участок, соответствующий процессу кристаллизации?

Для того чтобы разобраться, какой график соответствует процессу кристаллизации, нужно вспомнить, как этот процесс происходит.

Что такое кристаллизация?

Кристаллизация — это процесс образования кристаллов из раствора, расплава или газовой фазы. При кристаллизации вещество переходит из жидкого или аморфного состояния в твёрдое кристаллическое. Этот процесс сопровождается выделением скрытой теплоты кристаллизации, и температура вещества при этом остаётся постоянной (температура кристаллизации).

Анализ графиков:

Нас интересует участок, где температура не меняется, несмотря на то, что время идёт. Это означает, что вещество отдаёт энергию, но его температура при этом постоянна.

• График 1: Температура постоянно растёт со временем. Это похоже на нагрев вещества.
• График 2: Сначала температура растёт, затем становится постоянной, а потом снова растёт. Участок постоянной температуры здесь может соответствовать плавлению или кристаллизации. Однако, если это кристаллизация, то температура должна быть ниже, чем при плавлении (если бы мы сначала плавили, а потом охлаждали). Но если мы рассматриваем только этот график, участок постоянства температуры — это признак фазового перехода.
• График 3: Температура сначала растёт, затем становится постоянной, а потом снова растёт. Это похоже на нагрев, затем плавление (или кристаллизацию), а затем нагрев жидкости.
• График 4: Температура постоянно падает со временем. Это похоже на охлаждение вещества.

Кристаллизация — это процесс, при котором жидкость превращается в твердое кристаллическое тело. Если мы охлаждаем жидкость, её температура будет падать. Но в момент начала кристаллизации, когда вещество начинает замерзать, оно выделяет теплоту (скрытую теплоту кристаллизации). Это тепловыделение компенсирует потерю тепла, и температура остаётся постоянной до тех пор, пока вся жидкость не кристаллизуется. После этого температура твёрдого тела снова начнёт падать.

Таким образом, нам нужен график, где после периода охлаждения (падающая температура) есть участок с постоянной температурой, а затем снова падающая температура.

Рассмотрим графики ещё раз с точки зрения этого процесса:

• График 1: Нагрев.
• График 2: Нагрев, затем плавление (температура постоянна), затем нагрев жидкости. Это может быть процесс плавления, а не кристаллизации.
• График 3: Нагрев, затем плавление (температура постоянна), затем нагрев жидкости. Это тоже похоже на плавление.
• График 4: Охлаждение, затем участок постоянной температуры (кристаллизация), затем снова охлаждение (уже твёрдого тела).

Этот тип графика (охлаждение, кристаллизация, дальнейшее охлаждение) является классическим для описания процесса кристаллизации.

Ответ: 4)