融解
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物質(zhì)由固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟倪^程,叫做“溶解”。它是凝固的相反過程。晶體物質(zhì)在一定壓強和一定的溫度下,就開始熔解。在熔解過程中,要吸收熱量,這部分熱量是熔解熱。盡管晶體物質(zhì)吸收熔解熱而熔解,但其溫度不變,直至全部晶體都變成液體時為止。晶體熔解時對應(yīng)的溫度,稱為熔點。過程: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征:溫度保持不變。晶體的液態(tài)和固態(tài)之間有著明顯的界限。這是由于晶體的分子是按一定的規(guī)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,由于分子之間相互作用,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(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥膭幽?,因而使物質(zhì)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(guī)則的排列發(fā)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(jié)構(gòu)渙散而呈現(xiàn)液態(tài)。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(zhuǎn)變?yōu)榉肿又g的勢能,分子動能的變化很小,因此,物質(zhì)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。
非晶體在熔解過程中,隨溫度的升高而逐漸軟化,最后全部變?yōu)橐后w,所以熔解過程不是與某一確定溫度相對應(yīng),而是與某個溫度范圍相對應(yīng)。因為非晶體物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)跟液體相似,它的分子排列是混亂而沒有規(guī)則的,即使由于它的粘滯性很大,能夠保持一定的形狀,但是實際上它并不具有空間點陣的結(jié)構(gòu)。熱源傳遞給它的能量,主要是轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥膭幽?。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,并且在熔解過程中溫度是不斷上升的。
固態(tài)在熔解時,物質(zhì)的物理性質(zhì)要發(fā)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(jié),盛滿水的瓶子因凍結(jié)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(tài)熔解成液態(tài),或液態(tài)凝固成固態(tài)時,體積和密度通常是要發(fā)生變化的。大多數(shù)物質(zhì)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(nèi)分子有規(guī)則排列時所占的體積要比在液體內(nèi)分子雜亂無章排列時所占的體積小些。但也有少數(shù)物質(zhì)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。 添加摘要
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