Ключевое различие между точкой плавления и точкой замерзания заключается в том, что точка плавления - это температура, при которой твердое тело переходит в жидкое состояние, тогда как точка замерзания - это точка, при которой любая жидкость меняет свое состояние на твердое.
Фазовые изменения – это процессы, включающие высвобождение или прирост энергии. Температура плавления и точка замерзания - это точки, при которых происходят фазовые переходы. При этом могут измениться и многие другие свойства материала. Теоретически точка замерзания и точка плавления материала одинаковы, но иногда для отдельных веществ эти два значения отличаются друг от друга.
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 тело переходит в жидкое состояние, происходит фазовый переход. Это происходит при характерной температуре для данного давления. Для этого нам нужно обеспечить необходимую энергию.
Фазовый переход поглощает энергию/тепло (эндотермический) при переходе от твердого состояния к жидкому. В большинстве случаев эта энергия поставляется в виде тепла. Для повышения температуры твердого тела до его точки плавления требуется тепло. Кроме того, веществу нужна энергия, чтобы расплавиться. Мы называем эту энергию теплотой синтеза; это разновидность скрытого тепла.
Скрытая теплота – это теплота, которая поглощается или выделяется из вещества во время фазового перехода. Эти изменения тепла не вызывают изменений температуры, поскольку они поглощаются или выделяются. Следовательно, при температуре плавления вещество поглощает тепло, но температура при этом не изменится. Термодинамически при температуре плавления изменение свободной энергии Гиббса равно нулю. Следующее уравнение справедливо для материала при температуре плавления. Он показывает, что температура не меняется, но меняются энтальпия и энтропия материала.
ΔS=ΔH/T
Поскольку вещество поглощает энергию, энтальпия увеличивается при температуре плавления. В твердом состоянии частицы хорошо упорядочены и менее подвижны. Но в жидком состоянии их случайный характер усиливается. Следовательно, при температуре плавления энтропия возрастает. В зависимости от давления для данного материала существует определенная температура плавления. Мы можем определить только точки плавления твердых тел.
Рисунок 01: Температуры плавления различных химических элементов
В лаборатории мы можем использовать множество методов для определения точки плавления. Использовать прибор для определения точки плавления очень просто. Мы можем поместить мелко измельченное твердое вещество в капилляр, один конец которого запаян. Затем мы должны поместить запаянный конец, содержащий твердое вещество, в аппарат. Здесь конец должен касаться металла внутри. После этого мы можем наблюдать твердое тело через увеличительное стекло прибора. Также есть термометр для записи температуры. Когда температура постепенно повышается, металл будет нагреваться, и твердое тело в капилляре также будет нагреваться. Мы можем наблюдать точку, в которой плавление начинается и заканчивается. И этот диапазон соответствует температуре плавления. Температура плавления воды 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 плавления и точка замерзания материала имеют более или менее одно и то же значение. Например, вода превращается в лед при 0°С, и ее температура плавления также равна 0°С. Точнее, точка замерзания описывает изменение фазы вещества.
Рисунок 02: Замерзание воды образует лед
Кроме того, процесс замораживания вещества уменьшает энтропию. В химии есть термин «понижение точки замерзания», который объясняет, как присутствие нелетучего растворенного вещества в растворе снижает температуру замерзания растворителя.
В чем разница между точкой плавления и точкой замерзания?
Точка плавления и точка замерзания являются противоположными направлениями одного и того же фазового перехода. Ключевое различие между точкой плавления и точкой замерзания заключается в том, что точка плавления - это температура, при которой твердое тело переходит в жидкое состояние, тогда как точка замерзания - это точка, при которой любая жидкость изменит свое состояние на твердое. Более того, существует также разница между точкой плавления и точкой замерзания с точки зрения изменения их энтропии; при плавлении твердого тела энтропия увеличивается, а при замерзании энтропия уменьшается. Кроме того, хотя теоретически температуры плавления и замерзания одного и того же материала одинаковы, практически они различаются незначительно.
Резюме – Точка плавления против точки замерзания
Точка плавления и точка замерзания – это два физических свойства веществ. Ключевое различие между точкой плавления и точкой замерзания заключается в том, что точка плавления - это температура, при которой твердое тело переходит в жидкое состояние, тогда как точка замерзания - это точка, при которой любая жидкость меняет свое состояние на твердое.
