標籤:熔解

熔解,是物質由固相轉變為液相的相變過程。它是凝固的相反過程。在一定的壓強下 ,固體(晶體)要加熱到一定溫度(熔點)才能熔解,熔解過程中溫度不變,從外界吸熱。單位質量晶體熔解成液體所吸收的熱量稱為熔解潛熱,簡稱熔解熱。 晶體熔解時對應的溫度,稱為熔點。

1名稱

熔解 fusion

2原理

在熔解過程中,吸收熱量的多少,只能影響熔解的快慢,而不能影響熔解溫度的高低。這說明晶體在熔解和凝固的過程中具有共同的特徵??溫度保持不變。晶體的液態和固態之間有著明顯的界限。這是由於晶體的分子是按一定的規則排列成為空間點陣的。分子只能在平衡位置附近不停地振動,因此,它具有動能;同時,在空間點陣中,由於分子之間相互作用,它又同時具有勢能。晶體在開始熔解之前,從熱源獲得的能量,主要是轉變為分子的動能,因而使物質的溫度升高。但在熔解開始時,熱源傳遞給它的能量,是使分子的有規則的排列發生變化,分子之間的距離增大以及分子離開原來的平衡位置移動。這樣加熱的能量就用來克服分子之間的引力做功,使分子結構渙散而呈現液態。也就是說,在破壞晶體空間點陣的過程中,熱源傳入的能量主要轉變為分子之間的勢能,分子動能的變化很小,因此,物質的溫度也就沒有顯著的改變。所以熔解過程是在一定溫度下進行的。

3詳析

熔點
不同晶體的熔點不同,同一晶體的熔點還與熔解時的壓強有關。在 p-T 圖上表示熔點與壓強關係的曲線稱為熔解曲線,它是固、液相的分界線,曲線上各點表示固、液相平衡共存的各個狀態。大多數晶體熔解時體積膨脹,熔點隨壓強增大而降低。熔點還與晶體純度有密切關係,少量雜質往往可顯著降低其熔點,合金的熔點就往往低於其中各金屬成分的最低熔點。
非晶體固體如玻璃、石蠟、樹脂、瀝青、塑料等的熔解並不在特定溫度下進行,無熔點可言。它們在熔解過程中隨著溫度的上升逐漸軟化,最終變成液體。
非晶體在熔解過程中,隨溫度的升高而逐漸軟化,最後全部變為液體,所以熔解過程不是與某一確定溫度相對應,而是與某個溫度範圍相對應。因為非晶體物質的分子結構跟液體相似,它的分子排列是混亂而沒有規則的,即使由於它的粘滯性很大,能夠保持一定的形狀,但是實際上它並不具有空間點陣的結構。熱源傳遞給它的能量,主要是轉變為分子的動能。所以在任何情況下,只要有能量輸入,它的溫度就要升高。因此它沒有一定的熔解溫度,並且在熔解過程中溫度是不斷上升的。

物理性質變化

固態在熔解時,物質的物理性質要發生顯著變化,其中最主要的是飽和蒸汽壓、電阻率以及熔解氣體能力的變化,特別是體積的變化。例如,冰總是浮在水面上,嚴冬季節,盛滿水的瓶子因凍結而將杯脹裂。固體石蠟放入熔解的液體石蠟里,會下沉到底部。從而得出固態熔解成液態,或液態凝固成固態時,體積和密度通常是要發生變化的。大多數物質如石蠟、銅、鋅、錫等,在溶解時體積變大,在凝固時體積要縮小。這是因為在晶體內分子有規則排列時所佔的體積要比在液體內分子雜亂無章排列時所佔的體積小些。但也有少數物質例外,例如,冰、鉍和銻等,它們在凝固時體積反而變大,熔解時體積反而縮小。利用這一特點,在鑄鉛字時,常常要在鉛中加入一些鉍、銻等金屬,使其在凝固時膨脹,字跡清晰。
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