Парафин

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:
У меня уже была работа по изучения кристаллов. Я занималась темой «Выращивание кристаллов меди в домашних условиях». Работа заключалась в выявлении факторов, влияющих на размеры растущих кристаллов. Исследование кристаллов меня заинтересовало, и я решила продолжить свои исследования в этой области. Из справочников можно узнать, что твёрдые парафины являются кристаллическими телами. Однако в школьных учебниках химии и физики об этом почему-то не сказано. Да и не похожи твёрдые парафины на классические примеры кристаллических тел – металлы и лёд. По внешнему виду парафин скорее напоминает аморфные тела – полимеры или пластмассы.

ПРОБЛЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ:
Парафин – это кристалл?
-Как оценить удельную теплоту плавления парафина

. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:
-Доказать кристаллическую природу парафина.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:
- Изучить литературу и ресурсы Интернета
-Провести исследования по выявлению кристаллической природы парафина
-Определить удельную теплоту плавления парафина
-Найти области практической применимости парафина

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:
- изучение и анализ литературы
- проведение эксперимента
- анализ полученных данных.

Гипотеза исследования
Если парафин это кристаллическое тело, то существует ли определенная температура плавления парафина, которая является основной характеристикой отличающей кристалл от аморфного тела
Объект исследования:
Парафин
Предмет исследования:
Определение температуры плавления парафина и удельной теплоты плавления парафина.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ
Парафин — вещество белого цвета кристаллического строения с молекулярной массой 300—450, в расплавленном состоянии обладает малой вязкостью. Величина и форма кристаллов парафина зависят от условий его выделения: из нефти парафин выделяется в виде мелких тонких кристаллов, а из нефтяных дистиллятов и дистиллятных рафинатов селективной очистки — в виде крупных кристаллов.

Большинство веществ кристаллизуются при переходе из жидкого состояния в твердое. Нагреваясь, твердые вещества могут снова перейти в жидкое состояние, так как при этом увеличивается скорость движения их молекул. При нагревании твердого вещества с целью превращения в жидкость его температура растет за счет поглощения тепла. Но, достигнув точки плавления, температура вещества остается постоянной, хотя процесс поглощения тепла продолжается. Тепло, используемое для превращения твердого вещества в жидкость, не увеличивается после достижения точки плавления и называется скрытой теплотой плавления. Лишь после того, как все твердое вещество перейдет в жидкое состояние, его температура вновь начинает расти. Известно, что одной из характеристик кристаллических тел, отличающих их от аморфных, является определённая температура плавления. Другими словами, когда кристаллическое тело при постоянном нагревании достигает температуры плавления, его температура на некоторое время перестаёт повышаться, и только когда всё тело становится жидким, его температура начинает снова возрастать. Такая же задержка в изменении температуры происходит и при остывании жидкости, превращающейся в кристаллическое тело

ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАФИНА
Безвредность парафина для людей обусловила его применение. Он широко используется в пищевой промышленности (его можно есть, хотя он и не переваривается организмом). Им покрывают сыры, добавляют в конфеты для придания им блеска, изготовляют свечи

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Возьмём свечку, натрём её на тёрке и заполним этой парафиновой крупой небольшой алюминиевый стакан

. ПОСТАВИМ ЭТОТ СТАКАНЧИК НА КОНФОРКУ ЭЛЕКТРОПЛИТЫ В КАСТРЮЛЮ С КИПЯЩЕЙ ВОДОЙ. ЧЕРЕЗ НЕСКОЛЬКО МИНУТ ПАРАФИНОВАЯ КРУПА НАЧНЁТ ПЛАВИТЬСЯ И СКОРО ПРЕВРАТИТСЯ В ЖИДКИЙ ПАРАФИН

Расплавленный парафин в стакане следует осторожно поставить на стол, разместить в нём термометр и сразу же начать измерения с интервалом в 1 минуту. Со временем, когда скорость изменения температуры замедлится, интервал измерения можно увеличить до 2, 5 и 10 минут.

ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ТЕМПЕРАТУРА ПАРАФИНА СНАЧАЛА РЕЗКО ПАДАЕТ, УМЕНЬШАЯСЬ ОТ 85 ДО 60 °С ЗА 15 МИН. ЗАТЕМ В ТЕЧЕНИЕ ДВУХ ЧАСОВ ТЕМПЕРАТУРА ПАРАФИНА ОСТАЁТСЯ ПРАКТИЧЕСКИ ПОСТОЯННОЙ, А ПОТОМ ОПЯТЬ НАЧИНАЕТ УМЕНЬШАТЬСЯ.
Для сравнения на рисунке приведены графики остывания воды и мёда, взятых в тех же объёмах, что и парафин, и полученные в тех же условиях. Видно, что мёд и вода остывали постепенно, без временнóй задержки.

ПОПРОБУЕМ, СРАВНИВАЯ ГРАФИКИ ОСТЫВАНИЯ МЁДА И ПАРАФИНА, ОЦЕНИТЬ УДЕЛЬНУЮ ТЕПЛОТУ ПЛАВЛЕНИЯ ПАРАФИНА.
мёд остывает со скоростью rм = 0,45 °С/мин, а значит,
qм = mм · cм · rм.
Так как cм ≈ 2400 Дж /(кг· град),
а mм /mп = 1,6, то после подстановки получаем:
=
=1,6*2400*0,45*120=207360=210к Дж
Оценка λп, полученная с помощью формулы очень близка к табличным значениям, что доказывает сделанные нами предположения

ВЫВОД
1) Опытным путем я подтвердила что существует задержка в изменении температуры при переходе парафина из жидкого состояния в твердое.
2) Определенная мною удельная теплота плавления для парафина совпадает с табличным значением из этого я могу сделать вывод, что парафин – это кристалл.