Разница между точкой плавления и температурой замерзания

ключевое отличие между точкой плавления и температурой замерзания является то, что Точка плавления - это температура, при которой твердое вещество переходит в жидкое состояние, а точка замерзания - это точка, при которой любая жидкость меняет свое состояние на твердое..

Фазовые изменения - это процессы, которые включают выделение энергии или ее получение. Точка плавления и точка замерзания - это точки, в которых происходят фазовые изменения. При этом многие другие свойства материала также могут изменяться. Теоретически, точка замерзания и температура плавления материала одинаковы, но иногда для отдельных веществ эти два значения отличаются друг от друга.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое точка плавления 
3. Что такое точка замерзания
4. Сравнение бок о бок - точка плавления и точка замерзания в табличной форме
5. Резюме

Что такое точка плавления?

Точка плавления - это температура, при которой твердое вещество переходит в жидкое состояние. Это физическое свойство, которое мы можем использовать для идентификации соединения. Когда твердое вещество превращается в жидкую стадию, происходит изменение фазы. Это происходит при характерной температуре для данного давления. Для этого нам нужно поставить необходимую энергию.

Изменение фазы поглощает энергию / тепло (эндотермическое) при переходе от твердого к жидкому. В большинстве случаев эта энергия поставляется в виде тепла. Нагревание требуется для повышения температуры твердого вещества до его температуры плавления. Кроме того, вещество нуждается в энергии, чтобы расплавиться. Мы называем эту энергию теплом слияния; это тип скрытой жары.

Скрытое тепло - это тепло, которое поглощается или выделяется из вещества во время фазового перехода. Эти тепловые изменения не вызывают температурных изменений, поскольку они поглощаются или выделяются. Следовательно, в точке плавления вещество поглощает тепло, но температура не изменится соответственно. Термодинамически, в точке плавления, изменение свободной энергии Гиббса равно нулю. Следующее уравнение действительно для материала с температурой плавления. Это показывает, что температура не изменяется, но энтальпия и энтропия материала изменяются.

ΔS = ΔH / T

Поскольку вещество поглощает энергию, энтальпия увеличивается в точке плавления. В твердом состоянии частицы хорошо упорядочены и имеют меньше движения. Но в жидком состоянии их случайная природа увеличивается. Следовательно, в точке плавления энтропия увеличивается. В зависимости от давления существует конкретная точка плавления для данного материала. Мы можем определить только точки плавления для твердых веществ.

Рисунок 01: Точки плавления различных химических элементов

В лаборатории мы можем использовать множество методик для определения температуры плавления. Использовать аппарат с температурой плавления очень просто. Мы можем положить немного тонкоизмельченного твердого вещества в капилляр, в котором один конец герметизирован. Затем мы должны положить запечатанный конец, который содержит твердое вещество в аппарат. Здесь конец должен касаться металла внутри. После этого мы можем наблюдать твердое тело через увеличительное стекло устройства. Существует также термометр для записи температуры. Когда температура постепенно повышается, металл нагревается и твердое вещество в капилляре также нагревается. Мы можем наблюдать точку, в которой плавление начинается и заканчивается. И этот диапазон соответствует температуре плавления. Температура плавления воды составляет 0 ° С. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления, которая составляет 3410 ° C..

Что такое точка замерзания?

Точка замерзания - это температура, при которой любая жидкость изменит свое состояние на твердое. Температура точки плавления и температуры замерзания для материала более или менее совпадают. Например, вода превращается в лед при 0 ° C, и ее температура плавления также составляет 0 ° C. Точнее, точка замерзания описывает изменение фазы вещества.

Рисунок 02: Замораживание воды образует лед

Более того, процесс замерзания вещества снижает энтропию. В химии есть термин «снижение температуры замерзания», который объясняет, как присутствие нелетучего растворенного вещества в растворе снижает температуру замерзания растворителя..

В чем разница между температурой плавления и температурой замерзания?

Точка плавления и точка замерзания являются противоположными направлениями одного и того же изменения фазы. Ключевое различие между температурой плавления и температурой замерзания заключается в том, что температура плавления - это температура, при которой твердое вещество перейдет в жидкое состояние, тогда как температура замерзания - это точка, в которой любая жидкость изменит свое состояние на твердое. Кроме того, существует также разница между температурой плавления и температурой замерзания с точки зрения изменения их энтропии; при плавлении твердого тела энтропия увеличивается, но при замерзании энтропия уменьшается. Кроме того, хотя теоретически температура плавления и температура замерзания для данного материала одинаковы, они практически не изменяются..

Резюме - Точка плавления против точки замерзания

Точка плавления и точка замерзания являются двумя физическими свойствами веществ. Основное различие между температурой плавления и температурой замерзания заключается в том, что температура плавления - это температура, при которой твердое вещество переходит в жидкое состояние, тогда как температура замерзания - это точка, в которой любая жидкость меняет свое состояние на твердое.

Ссылка:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. «Что такое точка замерзания воды?» ThoughtCo, 5 октября 2018 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Точка плавления элементов (K)» Альбрис - собственная работа (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia
2. «1550739» (CC0) через pxhere