Pagrindinis skirtumas tarp lydymosi temperatūros ir užšalimo taško yra tas, kad lydymosi temperatūra yra temperatūra, kurioje kietoji medžiaga pereis į skystą būseną, o užšalimo temperatūra yra taškas, kuriame bet koks skystis pakeis savo būseną į kietą.
Fazės pokyčiai yra procesai, susiję su energijos išsiskyrimu arba energijos padidėjimu. Lydymosi ir užšalimo taškai yra taškai, kuriuose vyksta fazių pokyčiai. Dėl to gali pasikeisti ir daugelis kitų medžiagos savybių. Teoriškai medžiagos užšalimo ir lydymosi temperatūra yra ta pati, tačiau kartais tam tikroms medžiagoms šios dvi vertės skiriasi viena nuo kitos.
Kas yra Lydymosi temperatūra?
Lydymosi temperatūra yra temperatūra, kuriai esant kietoji medžiaga pereis į skystą būseną. Tai fizinė savybė, kurią galime naudoti junginiui identifikuoti. Kai kieta medžiaga virsta skysta stadija, įvyksta fazės pasikeitimas. Jis atsiranda esant tam tikram slėgiui būdingoje temperatūroje. Tam turime tiekti reikiamą energiją.
Fazės pokytis sugeria energiją / šilumą (endoterminis), kai iš kieto į skystą. Dažniausiai ši energija tiekiama šilumos pavidalu. Šilumos reikia norint padidinti kietosios medžiagos temperatūrą iki lydymosi temperatūros. Be to, medžiagai reikia energijos, kad ji pati ištirptų. Šią energiją vadiname sintezės šiluma; tai latentinės šilumos tipas.
Latentinė šiluma yra šiluma, kuri sugeriama arba išsiskiria iš medžiagos keičiantis fazei. Šie šilumos pokyčiai nesukelia temperatūros pokyčių, nes jie absorbuojami arba išsiskiria. Todėl esant lydymosi temperatūrai, medžiaga sugeria šilumą, tačiau temperatūra atitinkamai nepasikeis. Termodinaminiu požiūriu lydymosi taške Gibso laisvosios energijos pokytis yra lygus nuliui. Ši lygtis galioja medžiagai lydymosi temperatūroje. Tai rodo, kad temperatūra nesikeičia, bet keičiasi medžiagos entalpija ir entropija.
ΔS=ΔH/T
Kadangi medžiaga sugeria energiją, entalpija didėja esant lydymosi temperatūrai. Kietoje būsenoje dalelės yra gerai išdėstytos ir mažiau juda. Tačiau skystoje būsenoje jų atsitiktinis pobūdis didėja. Todėl lydymosi taške entropija didėja. Pagal slėgį tam tikrai medžiagai yra konkreti lydymosi temperatūra. Galime nustatyti tik kietųjų medžiagų lydymosi temperatūrą.
01 pav.: Įvairių cheminių elementų lydymosi taškai
Laboratorijoje lydymosi temperatūrai nustatyti galime naudoti daugybę metodų. Lydymosi temperatūros aparatą naudoti labai paprasta. Į kapiliarą, kurio vienas galas užsandarinamas, galime įdėti šiek tiek smulkiai sum altos kietos medžiagos. Tada sandarų galą, kuriame yra kieta medžiaga, įkišti į aparatą. Čia galas turi liesti metalą viduje. Po to kietąją medžiagą galime stebėti pro aparato didinamąjį stiklą. Taip pat yra termometras temperatūrai fiksuoti. Palaipsniui kylant temperatūrai metalas įkais, o kapiliare esanti kieta medžiaga taip pat įkais. Galime stebėti lydymosi pradžios ir pabaigos tašką. Ir šis diapazonas atitinka lydymosi temperatūrą. Vandens lydymosi temperatūra yra 0 °C. Volframo lydymosi temperatūra yra aukščiausia – 3410 °C.
Kas yra užšalimo taškas?
Užšalimo temperatūra – tai temperatūra, kuriai esant bet koks skystis pakeis savo būseną į kietą. Medžiagos lydymosi ir užšalimo temperatūra yra daugiau ar mažiau ta pati. Pavyzdžiui, vanduo virsta ledu 0°C temperatūroje, o jo lydymosi temperatūra taip pat yra 0°C. Tiksliau, užšalimo taškas apibūdina materijos fazės pasikeitimą.
02 pav. Vandens užšalimas sudaro ledą
Be to, medžiagos užšalimo procesas mažina entropiją. Chemijoje yra terminas „užšalimo taško sumažėjimas“, kuris paaiškina, kaip tirpale esanti nelaki medžiaga sumažina tirpiklio užšalimo temperatūrą.
Kuo skiriasi lydymosi temperatūra ir užšalimo temperatūra?
Lydymosi temperatūra ir užšalimo taškai yra priešingos to paties fazės pokyčio kryptys. Pagrindinis skirtumas tarp lydymosi temperatūros ir užšalimo taško yra tas, kad lydymosi temperatūra yra temperatūra, kurioje kieta medžiaga pereis į skystą būseną, o užšalimo temperatūra yra taškas, kuriame bet koks skystis pakeis savo būseną į kietą. Be to, taip pat skiriasi lydymosi ir užšalimo temperatūra pagal jų entropijos pokyčius; tirpstant kietajai medžiagai entropija didėja, tačiau užšalus entropija mažėja. Be to, nors teoriškai tam tikros medžiagos lydymosi ir užšalimo temperatūros yra panašios, praktiškai jos šiek tiek skiriasi.
Santrauka – Lydymosi temperatūra ir užšalimo temperatūra
Lydymosi temperatūra ir užšalimo temperatūra yra dvi fizinės medžiagų savybės. Pagrindinis skirtumas tarp lydymosi ir užšalimo temperatūros yra tas, kad lydymosi temperatūra yra temperatūra, kurioje kietoji medžiaga pereis į skystą būseną, o užšalimo temperatūra yra taškas, kai bet koks skystis pakeis savo būseną į kietą.
