Плавление это в химии определение кратко

Обновлено: 05.07.2024

ПЛАВЛЕ́НИЕ, пе­ре­ход ве­ще­ст­ва из твёр­до­го кри­стал­лич. со­стоя­ния в жид­кое; фа­зо­вый пе­ре­ход 1-го ро­да, со­про­во­ж­даю­щий­ся скач­ко­об­раз­ным из­ме­не­ни­ем объ­ё­ма и эн­тро­пии ве­ще­ст­ва. При по­сто­ян­ном дав­ле­нии П. од­но­ком­по­нент­ных ве­ществ про­ис­хо­дит при не­ко­то­рой фик­си­ро­ван­ной темп-ре Т _пл, на­зы­вае­мой темп-рой плав­ле­ния. Это свой­ст­во от­ли­ча­ет кри­стал­лич. ве­ще­ст­ва от аморф­ных, пе­ре­ход ко­то­рых в жид­кое со­стоя­ние идёт по­сте­пен­но в не­ко­то­ром ин­тер­ва­ле тем­пе­ра­тур. В ре­зуль­та­те П. про­ис­хо­дит по­зи­ци­он­ное ра­зу­по­ря­до­че­ние сис­те­мы: ре­гу­ляр­ное про­стран­ст­вен­ное рас­по­ло­же­ние ато­мов или мо­ле­кул (даль­ний по­ря­док) сме­ня­ет­ся не­ре­гу­ляр­ным, при­чём ср. рас­стоя­ния ме­ж­ду час­ти­ца­ми из­ме­ня­ют­ся не­зна­чи­тель­но. В ря­де мо­ле­ку­ляр­ных кри­стал­лов вы­де­ля­ют так­же др. ме­ха­низ­мы ра­зу­по­ря­до­че­ния при П. (ори­ен­та­ци­он­ный, кон­фи­гу­ра­ци­он­ный, ко­ле­ба­тель­ный). Эн­тро­пия ве­ще­ст­ва при П. воз­рас­та­ет, при­чём в за­ви­си­мо­сти от ха­рак­те­ра из­ме­не­ния струк­ту­ры ве­ще­ст­ва те или иные ме­ха­низ­мы ра­зу­по­ря­до­че­ния вно­сят разл. вклад в её при­рост. Напр., для по­лу­про­вод­ни­ков, пе­ре­хо­дя­щих при П. в ме­тал­лич. со­стоя­ние, су­ще­ст­вен­ный вклад в эн­тро­пию обу­слов­лен уве­ли­че­ни­ем кон­цен­тра­ции элек­тро­нов про­во­ди­мо­сти при П. Для раз­ры­ва свя­зей ме­ж­ду час­ти­ца­ми при П. тре­бу­ет­ся энер­гия, ве­ли­чи­на ко­то­рой за­ви­сит от кон­крет­ного ве­ще­ст­ва и на­зы­ва­ет­ся те­п­ло­той плав­ле­ния .

переход в-ва из твердого кристаллич. состояния в жидкое при нагр.; фазовый переход первого рода, происходящий с поглощением теплоты. Главными характеристиками такого перехода чистых в-в являются т-ра и энтальпия П. Если состав плавящегося в-ва не изменяется, П. наз. конгруэнтным, если изменяется -ин конгруэнтным.

П. предшествуют интенсивное разупорядочивание кристаллов в-ва (т. наз. предплавление) и проявление жидких микроучастков на пов-сти кристаллов и вблизи межкристал-литных границ. По мере нагревания микроучастки укрупняются и сливаются, формируя жидкую фазу, а кристаллы рассыпаются на фрагменты и уменьшаются в размерах до полного исчезновения. Теплота, подводимая к в-ву при П., расходуется в осн. на разрыв межатомных связей, а не на его нагревание. Поэтому чистые крупнокристаллич. в-ва в течение П. не изменяют свою т-ру (рис. 1). Для таких в-в т-ра П. служит идентифицирующей характеристикой и критерием их чистоты. П. в-в со сходной кристаллич. структурой описывается эмпирич. ф-лой Линдемана:

где Т _пл -т-ра П.; А - постоянная для группы в-в; Mи V- мол. масса и объем в-в; q-т-ра Дебая.

Т-ра П. большинства чистых в-в (за исключением т. наз. аномальных-Bi, Ga, Sb, льда и др.) возрастает с увеличением давления. Для давлений, меньших 10 5 Па, зависимость Т _пл от давления pприближенно выражается эмпирич. ф-лой Симона:

где аи с-постоянные для данного в-ва (см. табл.); p₀ и T₀ - координаты тройной точки (см. Диаграмма состояния).

ПАРАМЕТРЫ ПЛАВЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ

При p >10 5 Па ф-ция Т _пл (р)может иметь максимумы (рис. 2). Разница между т-рами П. полиморфных модификаций одного и того же в-ва достигает 270 К (напр., две кубич. модификации KCl), а кристаллов с разл. изотопным составом-5 К (напр., водород и дейтерий). Крупные кристаллы чистого в-ва плавятся при более высокой т-ре, чем мелкие. При размерах кристаллов d >10 нм т-ра их П. определяется по ф-ле:

где s-уд. поверхностная энергия кристаллов; -мол. энтальпия П.

Переход мелкокристаллич. полидисперсных в-в в жидкое состояние происходит не при постоянной т-ре, а в интервале т-р (до неск. градусов): начинается при т-ре П. самых мелких, а завершается при т-ре П. наиб. крупных кристаллов. Твердые р-ры также плавятся в температурном интервале, к-рый может достигать десятков градусов и в соответствии с диаграммой состояния зависит от состава этих р-ров. Уд. энтальпия П. большинства в-в находится в пределах 10-300 кДж/кг и значительно уступает энтальпии парообразования. Возрастание при П. энтропии составляет 3-60 Дж/(моль

Смотреть что такое ПЛАВЛЕНИЕ в других словарях:

ПЛАВЛЕНИЕ

переход вещества из кристаллического (твёрдого) состояния в жидкое; происходит с поглощением теплоты (Фазовый переход I рода). Главными характе. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

плавление ср. Процесс действия по знач. глаг.: плавить (1*), плавиться (1*).

ПЛАВЛЕНИЕ

плавление с.melting точка плавления — melting-point

ПЛАВЛЕНИЕ

плавление таяние; плавка, купеляция, топка, топление. Ant. застывание Словарь русских синонимов. плавление сущ.) Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 — Информатик.2012. плавление сущ., кол-во синонимов: 6 • вакуум-плавление (1) • купеляция (3) • плавка (5) • растопление (8) • топка (14) • топление (5) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: купеляция, плавка, топка, топление. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ, переход вещества из кристаллич. (твёрдого) состояния в жидкое; происходит с поглощением теплоты (фазовый переход 1 рода). Гл. характеристи. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

переход в-ва из кристаллич. (твёрдого) состояния в жидкое, происходит с поглощением теплоты (фазовый переход I рода). Гл. хар-ками П. чистых в-. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

Плавление ср. длит. плавка ж. об. действ. по глаг. Плавка лесу, гонка. Плавка металлов, топка. Замечательно, что и топить, также как плавить, относится к огню и к воде. Плавеж м. плавка скота, переправа вплавь; | самое место в реке, удобное для переплава скота, плавище ср. | Плавеж, плавное рыболовство или плавня. Плавежный, ко плавежу относящ. Плавежный запор, или корыто, камч. устроенье на реке для рыболовства. Плавкое вещество, что вообще плавится, топится, распускается или жидеет на огне; | легкоплавкое, не требующее большего жара. | Пловкой топор, арх. острый, недавно отпущенный, выточенный, который плавно тешет. Плавкость ж. свойство или состоянье плавкого, противопол. огнеупорность, огнестойкость. Тугоплавкая платина и легкоплавкая ртуть два металла, коих плавкость весьма различна. Плавильный, а менее правильно плавиленный, до плавки относящ., для нее служащий. Плавильный завод, горшок, тигель. Плавильное искусство. Плавильная печь, домна или вагранка. Плавильник м. плавильный сосуд, горшок, в коем плавят что. Карандашевый плавильник. Плавильня ж. плавильный завод, и особенно то строенье, где стоит домна, или плавильные печи. Плавильщик м. плавильный мастер, а также работник; -щица, жена его (заводское). Плавильщиковы дети. Плавильщичьи рукавацы, кожаные, толстые, подшитые. Плавушник, растенье Hottonia palustris, турча, турчь.

ПЛАВЛЕНИЕ

[fusion, melting] — процесс перехода вещества из кристаллического (твердого) состояния в жидкое с поглощением теплоты (фазовый переход I рода). Главные характеристики плавления чистых веществ: температура плавления (T_пл) и необходимая теплота (Q_пл, Дж/моль).Температура плавления зависит от внешнего давления; на диаграмме состояния чистого вещества эта зависимость изображена кривой плавления (кривой сосуществования твердой и жидкой фаз). Плавление сплавов и твердых растворов происходит, как правило, в интервале температур (исключение составляют эвтектики с постоянной T_пл). Зависимость температуры начального и окончательного плавление сплава от его состава при определенном давлении изображено на диаграме состояния кривыми ликвидуса и солидуса. Среди чистых металлов самая высокая t_пл = 3410 °С у W, а самая низкая — у Hg-38,9 °С. У особо тугоплавких соединений t_пл: 3200 °С-TiN, 3580 °С-HfN, 3805 °С-ZrC, 4070 °С-ТаС, 4160 °С-HfC и др. Для веществ с высокой t_пл, как правило, характерны более высокие mQ_пл. Примеси в кристаллических веществах снижают их t_пл. Это используют для получения легкоплавких сплавов и охлаждающих смесей.

Смотри также:
— окислительное плавление
. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

▲ превращение ↑ из, твердое (состояние), во (что), жидкость <—> затвердевание плавление - переход из твердого состояния в жидкое при нагреве д. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

1) Орфографическая запись слова: плавление2) Ударение в слове: плавл`ение3) Деление слова на слоги (перенос слова): плавление4) Фонетическая транскрипц. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

• плавление n english: melting, fusion, melt-down deutsch: Schmelzen n français: fusion Синонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

melting - плавление.Процесс диссоциации двухцепочечных молекул нуклеиновых кислот (ДНК, РНК, ДНК/РНК-гибридов) с образованием одноцепочечных при нагрев. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

переход в-ва из кристаллич. состояния в жидкое, происходящий с поглощением теплоты. При пост. внеш. давлении П. происходит при определ. темп-ре, наз. т. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛА́ВЛЕНИЕ (-ье), я, ср.Действ. по гл. плавить1 и плавиться1 (1).Руд плавление розное и подобает по рудѣ исправляти. Кн. горн. 42. Металлурги при плавл. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

переход тв. кристаллич. в-ва в жидкое состояние (фазовый переход первого рода). При постоянном внеш. давлении П. чистого в-ва происходит при постоянной. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ, переход твердого кристаллического вещества в жидкое состояние (фазовый переход первого рода). При постоянном внешнем давлении плавление чистого вещества происходит при постоянной температуре (tпл), называется температурой плавления; tпл при атмосферном давлении называется точкой плавления вещества. Аморфные твердые тела не имеют точки плавления. Они переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры.

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ - переход твердого кристаллического вещества в жидкое состояние (фазовый переход первого рода). При постоянном внешнем давлении плавление чистого вещества происходит при постоянной температуре (tпл), называется температурой плавления; tпл при атмосферном давлении называется точкой плавления вещества. Аморфные твердые тела не имеют точки плавления. Они переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры.
. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ , переход твердого кристаллического вещества в жидкое состояние (фазовый переход первого рода). При постоянном внешнем давлении плавление чистого вещества происходит при постоянной температуре (tпл), называется температурой плавления; tпл при атмосферном давлении называется точкой плавления вещества. Аморфные твердые тела не имеют точки плавления. Они переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ, переход твердого кристаллического вещества в жидкое состояние (фазовый переход первого рода). При постоянном внешнем давлении плавление чистого вещества происходит при постоянной температуре (tпл), называется температурой плавления; tпл при атмосферном давлении называется точкой плавления вещества. Аморфные твердые тела не имеют точки плавления. Они переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

- переход твердого кристаллического вещества в жидкое состояние(фазовый переход первого рода). При постоянном внешнем давлении плавлениечистого вещества происходит при постоянной температуре (tпл), называетсятемпературой плавления; tпл при атмосферном давлении называется точкойплавления вещества. Аморфные твердые тела не имеют точки плавления. Онипереходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышениитемпературы. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

корень - ПЛАВЛ; суффикс - ЕНИ; окончание - Е; Основа слова: ПЛАВЛЕНИВычисленный способ образования слова: Суффиксальный∩ - ПЛАВЛ; ∧ - ЕНИ; ⏰ - Е; Слово. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

сeritme; erimeто́чка плавле́ния — erime noktasıтемперату́ра плавле́ния — erime ısısıСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

Rzeczownik плавление n topnienie odczas. n topienie odczas. n stapianie odczas. n

ПЛАВЛЕНИЕ

colliquation, fusing, fusion, melt, melting, (чугуна, электростали, цветных металлов, ферросплавов) smelting* * *плавле́ние с.fusion, melting* * *smelt. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

-я, ср. Действие по знач. глаг. плавить 1; действие и состояние по знач. глаг. плавиться 1. Температура плавления. Точка плавления.Синонимы: купеляц. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

Плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое, т. е. переход от дальнего порядка к ближнему порядку. [Блюм Э. Э. Словарь основных м. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

Нева Напев Налив Нал Липа Лина Лиеп Ливан Лена Лен Лев Лал Илл Иена Иван Ение Елена Еле Евина Ева Вне Вип Виллан Нелли Непал Вилл Нива Нил Павел Павлин Паление Пан Пани Пеан Вилен Вие Пелена Виан Пена Пенал Вена Валин Пие Пилав Пинаев Вале Вал Аллен План Плевание Плена Алле Алл Алин Алиев Ален Аил Авил Плие Плевел Плавление Плав Пила Пиан Пение. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ, переход вещества из твердого кристаллического состояния в жидкое. Плавление - фазовый переход 1-го рода. При постоянном внешнем давлении плавление чистого вещества происходит при постоянной температуре, называемой температурой плавления. Температура плавления при атмосферном давлении называется точкой плавления вещества.
. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

, переход вещества из твердого кристаллического состояния в жидкое. Плавление - фазовый переход 1-го рода. При постоянном внешнем давлении плавление чистого вещества происходит при постоянной температуре, называемой температурой плавления. Температура плавления при атмосферном давлении называется точкой плавления вещества. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

процесс перехода материала из твердой в жидкую фазу при повышении температуры до точки плавления (зависит от давления).Источник: Справочник дорожных те. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ

с.fonte f, fusion fточка плавления — degré m (extrême) de fusionСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

с. fonte f, fusion f точка плавления — degré m (extrême) de fusion

ПЛАВЛЕНИЕ

Ударение в слове: плавл`ениеУдарение падает на букву: еБезударные гласные в слове: плавл`ение

ПЛАВЛЕНИЕ

с. fusione f - инконгруэнтное плавление- конгруэнтное плавление- плавление скрапа- плавление с разложением

ПЛАВЛЕНИЕ

сSchmelzen nточка плавления — Schmelzpunkt mСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

плавлениеהַתָכָה נ'; הִיתוּך ז'* * *המסההפשרההתכההתמוגגותנתיכהСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ плавления, мн. нет, ср. (спец.). Состояние по глаг. плавиться, процесс перехода из твердого состояния в жидкое под воздействием высокой температуры. Точка плавления (температура, при к-рой вещество начинает плавиться).

ПЛАВЛЕНИЕ

熔化 rónghuà, 熔解 róngjiěточка плавления - 熔解点Синонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

с.fusión fточка плавления — punto de fusión

ПЛАВЛЕНИЕ

(2 с), Пр. о плавле/нииСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

n.melting, fusionСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

Á сущ; 32 иск см. _Приложение IIСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

техн., физ. то́плення - восстановительное плавление - контактно-реактивное плавление - местное плавление - объёмное плавление Синонимы: купеляция, плавка, топка, топление. смотреть

ПЛАВЛЕНИЕ

сущ. ср. родадействие/процессплавлення

ПЛАВЛЕНИЕ

с.melting, fusion- анизотропное локальное плавление- поверхностное плавление

ПЛАВЛЕНИЕ

• lydymasis (-osi) (1)• tirpimas (2)

ПЛАВЛЕНИЕ

плавление с Schmelzen n 1 точка плавления Schmelzpunkt m 1Синонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

сfusão fСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

1) dissolving2) fluxxing3) liquefactionСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

плавле́ниеСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

плаўленне, -ння- плавление кристалла- плавление неравновесное- плавление поверхностного слоя полупроводника- плавление пористого слоя германия

ПЛАВЛЕНИЕ

плавле'ние, плавле'ния, плавле'ния, плавле'ний, плавле'нию, плавле'ниям, плавле'ние, плавле'ния, плавле'нием, плавле'ниями, плавле'нии, плавле'ниях

ПЛАВЛЕНИЕ

плавл'ение, -яСинонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

с. fusione f точка плавления — punto di fusione Итальяно-русский словарь.2003. Синонимы: купеляция, плавка, топка, топление

ПЛАВЛЕНИЕ

(руды) Einschmelzen, Schmelzarbeit, Schmelzen

ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ

Начальная форма - Плавление, винительный падеж, единственное число, неодушевленное, средний род

ПЛАВЛЕНИЕ

ср. эрүү, эрий турган абалга келүү; точка плавления эрүү точкасы (эрий турган убагына жетүү).

Плавление — это процесс превращения вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Наблюдения показывают, что если измельчённый лёд, имеющий, например, температуру –10 °С, оставить в тёплой комнате, то его температура будет повышаться. При 0 °С лёд начнет таять, а температура при этом не будет изменяться до тех пор, пока весь лёд не превратится в жидкость. После этого температура образовавшейся изо льда воды будет повышаться.

Это означает, что кристаллические тела, к которым относится и лед, плавятся при определённой температуре, которую называют температурой плавления. Важно, что во время процесса плавления температура кристаллического вещества и образовавшейся в процессе его плавления жидкости остаётся неизменной.

В описанном выше опыте лёд получал некоторое количество теплоты, его внутренняя энергия увеличивалась за счёт увеличения средней кинетической энергии движения молекул. Затем лёд плавился, его температура при этом не менялась, хотя лёд получал некоторое количество теплоты. Следовательно, его внутренняя энергия увеличивалась, но не за счёт кинетической, а за счёт потенциальной энергии взаимодействия молекул. Получаемая извне энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки. Подобным образом происходит плавление любого кристаллического тела.

Аморфные тела не имеют определённой температуры плавления. При повышении температуры они постепенно размягчаются, пока не превратятся в жидкость.

Кристаллизация

Кристаллизация — это процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние. Охлаждаясь, жидкость будет отдавать некоторое количество теплоты окружающему воздуху. При этом будет уменьшаться её внутренняя энергия за счёт уменьшения средней кинетической энергии его молекул. При определённой температуре начнётся процесс кристаллизации, во время этого процесса температура вещества не будет изменяться, пока всё вещество не перейдет в твёрдое состояние. Этот переход сопровождается выделением определённого количества теплоты и соответственно уменьшением внутренней энергии вещества за счёт уменьшения потенциальной энергии взаимодействия его молекул.

Таким образом, переход вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние происходит при определённой температуре, называемой температурой кристаллизации. Эта температура остаётся неизменной в течение всего процесса плавления. Она равна температуре плавления этого вещества.

На рисунке приведён график зависимости температуры твёрдого кристаллического вещества от времени в процессе его нагревания от комнатной температуры до температуры плавления, плавления, нагревания вещества в жидком состоянии, охлаждения жидкого вещества, кристаллизации и последующего охлаждения вещества в твёрдом состоянии.

Удельная теплота плавления

Различные кристаллические вещества имеют разное строение. Соответственно, для того, чтобы разрушить кристаллическую решётку твёрдого тела при температуре его плавления, необходимо ему сообщить разное количество теплоты.

Удельная теплота плавления — это количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг кристаллического вещества, чтобы превратить его в жидкость при температуре плавления. Опыт показывает, что удельная теплота плавления равна удельной теплоте кристаллизации.

Удельная теплота плавления обозначается буквой λ. Единица удельной теплоты плавления — [λ] = 1 Дж/кг.

Значения удельной теплоты плавления кристаллических веществ приведены в таблице. Удельная теплота плавления алюминия 3,9*10 5 Дж/кг. Это означает, что для плавления 1 кг алюминия при температуре плавления необходимо затратить количество теплоты 3,9*10 5 Дж. Этому же значению равно увеличение внутренней энергии 1 кг алюминия.

Чтобы вычислить количество теплоты Q, необходимое для плавления вещества массой m, взятого при температуре плавления, следует удельную теплоту плавления λ умножить на массу вещества: Q = λm .

Эта же формула используется при вычислении количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации жидкости.

О физических процессах, происходящих при температуре плавления, см. Плавление, Замораживание, и Кристаллизация.

В температура плавления (или, редко, точка разжижения) вещества является температура при котором он меняется государственный из твердый к жидкость. В точке плавления твердая и жидкая фазы существуют в равновесие. Температура плавления вещества зависит от давление и обычно указывается в стандартное давление например, 1 атмосфера или 100 кПа.

Содержание

Примеры

Точки плавления (синим цветом) и точки кипения (розовым цветом) первых восьми карбоновые кислоты (° C)

Для большинства веществ таяние и замораживание баллы примерно равны. Например, точка плавления и точка замерзания Меркурий составляет 234,32 Кельвин (−38.83 ° C или −37,89° F). [2] Однако некоторые вещества обладают разными температурами перехода твердое тело-жидкость. Например, агар плавится при 85 ° C (185 ° F) и затвердевает при 31 ° C (88 ° F; 304 K); такая зависимость от направления известна как гистерезис. Температура плавления льда при давлении в 1 атмосферу очень близка. [3] до 0 ° С (32 ° F, 273 К); это также известно как ледяная точка. В присутствии зародышеобразователи, точка замерзания воды не всегда совпадает с точкой плавления. В отсутствие нуклеаторов вода может существовать как переохлажденный жидкость до -48,3 ° C (-55 ° F, 224,8 K) перед замерзанием.

В химический элемент с самой высокой температурой плавления вольфрампри 3414 ° С (6177 ° F, 3687 К); [4] это свойство делает вольфрам идеальным для использования в качестве нити в лампочках. Часто цитируемый углерод не плавится при атмосферном давлении, но возвышенный примерно при 3726,85 ° С (6740,33 ° F; 4000,00 К); жидкая фаза существует только при давлении выше 10 МПа (99 атм) и, по оценкам, 4 030–4 430 ° C (7 290–8 010 ° F; 4 300–4 700 K) (см. фазовая диаграмма углерода). Карбид тантала гафния (Та₄HfC₅) это огнеупорный соединение с очень высокой температурой плавления 4215 К (3942 ° C, 7128 ° F). [5] Квантово-механическое компьютерное моделирование предсказало, что сплав HfN_0.38C_0.51 будет иметь еще более высокую температуру плавления (около 4400 К), [6] что сделало бы его веществом с наивысшей температурой плавления при атмосферном давлении. Это предсказание позже было подтверждено экспериментом. [7] На другом конце шкалы гелий не замерзает при нормальном давлении даже при температурах, сколь угодно близких к абсолютный ноль; давление более чем в двадцать раз выше нормы атмосферное давление необходимо.

1. ^ Z - стандартный символ для атомный номер; C - стандартный символ для теплоемкость; а χ - стандартный символ для электроотрицательность по шкале Полинга.
2. ^ Гелий не затвердевает при давлении в одну атмосферу. Гелий может затвердеть только при давлении выше 25 атмосфер, что соответствует точке плавления абсолютного нуля.
3. ^ аб Углерод не плавится при любой температуре при стандартном давлении, вместо этого он сублимируется около 4100 К.

Измерения точки плавления

Много лабораторные методы существуют для определения точек плавления. Скамейка Кофлера представляет собой металлическую полосу с температурным градиентом (диапазон от комнатной температуры до 300 ° C). Любое вещество может быть помещено на участок полосы, чтобы выявить его термическое поведение при температуре в этой точке. Дифференциальная сканирующая калориметрия дает информацию о температуре плавления вместе с ее энтальпия плавления.

Базовый прибор для определения температуры плавления для анализа кристаллических твердых веществ состоит из масляная ванна с прозрачным окном (самая простая конструкция: Трубка Тиле) и простую лупу. Несколько зерен твердого вещества помещают в тонкую стеклянную трубку и частично погружают в масляную ванну. Масляную баню нагревают (и перемешивают), и с помощью лупы (и внешнего источника света) можно наблюдать плавление отдельных кристаллов при определенной температуре. Вместо масляной ванны можно использовать металлический блок. Некоторые современные инструменты имеют автоматическое оптическое обнаружение.

Технологии изготовления огнеупорных материалов

Для тугоплавких материалов (например, платины, вольфрама, тантала, некоторых карбидов и нитридов и т. Д.) Чрезвычайно высокая температура плавления (обычно считается выше, скажем, 1800 ° C) может быть определена путем нагревания материала в печи черного тела и измерение температуры черного тела с помощью оптического пирометр. Для материалов с самой высокой температурой плавления это может потребовать экстраполяции на несколько сотен градусов. Известно, что спектральная яркость раскаленного тела зависит от его температуры. Оптический пирометр сравнивает яркость исследуемого тела с яркостью источника, который ранее был откалиброван в зависимости от температуры. Таким образом, измерение абсолютной величины интенсивности излучения не требуется. Однако для определения калибровки пирометра необходимо использовать известные температуры. Для температур выше диапазона калибровки источника необходимо использовать метод экстраполяции. Эта экстраполяция осуществляется с помощью Закон планка излучения. Константы в этом уравнении неизвестны с достаточной точностью, что приводит к увеличению ошибок экстраполяции при более высоких температурах. Однако для этой экстраполяции были разработаны стандартные методы.

Рассмотрим случай использования золота в качестве источника (т.пл. = 1063 ° C). В этом методе ток через нить накала пирометра регулируется до тех пор, пока интенсивность света нити не будет соответствовать интенсивности света черного тела при температуре плавления золота. Это устанавливает температуру первичной калибровки и может быть выражено через ток через лампу пирометра. При той же настройке тока пирометр наводится на другое черное тело с более высокой температурой. Между пирометром и этим черным телом вставлена ​​поглощающая среда с известной пропускной способностью. Затем температура черного тела регулируется до тех пор, пока не будет совпадать его интенсивность и интенсивность нити накала пирометра. Истинная более высокая температура черного тела затем определяется по закону Планка. Затем поглощающая среда удаляется, и ток через нить накаливания регулируется так, чтобы интенсивность нити накала соответствовала силе черного тела. Таким образом устанавливается вторая точка калибровки пирометра. Этот шаг повторяется для переноса калибровки на более высокие температуры. Теперь температуры и соответствующие им токи накала пирометра известны, и можно построить кривую зависимости температуры от тока. Затем эту кривую можно экстраполировать на очень высокие температуры.

При определении температуры плавления тугоплавкого вещества этим методом необходимо либо иметь условия черного тела, либо знать излучательная способность измеряемого материала. Сохранение тугоплавкого материала в жидком состоянии может вызвать экспериментальные трудности. Таким образом, температуры плавления некоторых тугоплавких металлов были измерены путем наблюдения излучения из полости черного тела в твердых металлических образцах, которые были намного длиннее, чем их ширина. Для образования такой полости просверливается отверстие перпендикулярно длинной оси в центре стержня из материала. Затем эти стержни нагревают, пропуская через них очень большой ток, и излучение, выходящее из отверстия, наблюдается с помощью оптического пирометра. На точку плавления указывает потемнение отверстия при появлении жидкой фазы, разрушающей условия черного тела. Сегодня методы бесконтейнерного лазерного нагрева в сочетании с быстрыми пирометрами и спектропирометрами используются для точного контроля времени, в течение которого образец находится при экстремальных температурах. Такие эксперименты продолжительностью менее секунды решают несколько проблем, связанных с более традиционными измерениями точки плавления, проводимыми при очень высоких температурах, такими как испарение образца и реакция с контейнером.

Термодинамика

Чтобы твердое вещество расплавилось, требуется тепло, чтобы поднять его температуру до точки плавления. Однако для плавления требуется дополнительное тепло: это называется теплота плавления, и является примером скрытая теплота.

С точки зрения термодинамики, при температуре плавления изменение Свободная энергия Гиббса (ΔG) материала равна нулю, но энтальпия (ЧАС) и энтропия (S) материала увеличиваются (ΔH, ΔS> 0). Явление плавления происходит, когда свободная энергия Гиббса жидкости становится ниже, чем у твердого вещества для этого материала. При разных давлениях это происходит при определенной температуре. Также можно показать, что:

Здесь Т, ΔS и ΔH соответственно температура при температуре плавления изменение энтропии плавления и изменение энтальпии плавления.

Температура плавления чувствительна к очень большим изменениям давление, но обычно эта чувствительность на порядки меньше, чем у точка кипения, поскольку переход твердое тело-жидкость представляет собой лишь небольшое изменение объема. [10] [11] Если, как это наблюдается в большинстве случаев, вещество более плотное в твердом состоянии, чем в жидком состоянии, температура плавления будет повышаться с увеличением давления. В противном случае происходит обратное поведение. Примечательно, что это относится к воде, как показано графически справа, а также к Si, Ge, Ga, Bi. При чрезвычайно больших перепадах давления наблюдаются существенные изменения температуры плавления. Например, температура плавления кремния при атмосферном давлении (0,1 МПа) составляет 1415 ° C, но при давлениях выше 10 ГПа она снижается до 1000 ° C. [12]

В отличие от кристаллических твердых тел, очки не обладают температурой плавления, при нагревании плавно переходят в стеклование в вязкая жидкость.При дальнейшем нагревании они постепенно размягчаются, что может характеризоваться определенным точки размягчения.

Депрессия точки замерзания

Точка замерзания растворитель подавляется, когда добавляется другое соединение, что означает, что решение имеет более низкую температуру замерзания, чем чистый растворитель. Это явление используется в технических приложениях, чтобы избежать замерзания, например, при добавлении соли или этиленгликоля в воду.

Правило Карнелли

В органическая химия, Правило Карнелли, основанная в 1882 г. Томас Карнелли, утверждает, что высоко молекулярная симметрия связана с высокой температурой плавления. [13] Карнелли основал свое правило на исследовании 15 000 химических соединений. Например, для трех структурные изомеры с молекулярная формула C₅ЧАС₁₂ температура плавления увеличивается в серии изопентан -160 ° С (113 К) н-пентан −129,8 ° С (143 К) и неопентан -16,4 ° С (256,8 К). [14] Точно так же в ксилолы а также дихлорбензолы температура плавления увеличивается на порядок мета, орто и затем пара. Пиридин имеет более низкую симметрию, чем бензол следовательно, его температура ниже, но температура плавления снова увеличивается с диазин и триазины. Многие клеточные соединения, такие как адамантан и кубан с высокой симметрией имеют относительно высокие температуры плавления.

Высокая температура плавления является следствием высокого теплота плавления, низкий энтропия плавленияили их комбинацию. В высокосимметричных молекулах кристаллическая фаза плотно упакована с множеством эффективных межмолекулярных взаимодействий, приводящих к более высокому изменению энтальпии при плавлении.

Как и многие соединения с высокой симметрией, тетракис (триметилсилил) силан имеет очень высокую температуру плавления (т.пл.) 319-321 ° C. Он имеет тенденцию к возвышенному, поэтому m.p. Для определения требуется, чтобы образец был запечатан в пробирке. [15]

Прогнозирование температуры плавления веществ (критерий Линдеманна)

Попытка предсказать объемную точку плавления кристаллических материалов была впервые сделана в 1910 г. Фредерик Линдеманн. [16] Идея теории заключалась в наблюдении того, что средняя амплитуда тепловых колебаний увеличивается с увеличением температуры. Плавление начинается, когда амплитуда колебаний становится достаточно большой, чтобы соседние атомы частично занимали одно и то же пространство. В Критерий Линдеманна заявляет, что таяние ожидается, когда вибрация среднеквадратичная амплитуда превышает пороговое значение.

Предполагая, что все атомы в кристалле колеблются с одинаковой частотой ν, среднюю тепловую энергию можно оценить с помощью теорема о равнораспределении в качестве [17]

куда м это атомная масса, ν это частота, ты - средняя амплитуда колебаний, k_B это Постоянная Больцмана, и Т это абсолютная температура. Если пороговое значение ты 2 является c 2 а 2 куда c это Постоянная Линдеманна и а это атомный интервал, то температура плавления оценивается как

В зависимости от оценки средней тепловой энергии можно получить несколько других выражений для расчетной температуры плавления. Еще одно часто используемое выражение для критерия Линдеманна: [18]

Из выражения для Частота Дебая за ν, у нас есть

куда θ_D это Температура Дебая и час это Постоянная Планка. Ценности c диапазон от 0,15 до 0,3 для большинства материалов. [19]

Прогноз температуры плавления

В феврале 2011 г. Альфа Эзар выпустили более 10000 точек плавления соединений из своего каталога как открытые данные. Этот набор данных был использован для создания случайный лес модель для предсказания точки плавления, которая сейчас находится в свободном доступе. [20] Данные по открытой температуре плавления также доступны на сайте Природа предшествует. [21] Высококачественные данные, полученные из патентов, а также моделей [22] разработанные с этими данными были опубликованы Tetko и другие. [23]

Читайте также:

  
• Использование цифровых лабораторий в образовательном процессе современной школы
  
• Характеристика произведения бедная лиза кратко
  
• Поурочное планирование по музыке 6 класс школа россии фгос критская
  
• Ульенкова у в исследование психологической готовности шестилетних детей к школе
  
• Избирательная система франции кратко