Температура плавления – у каждого своя

Как известно, любое вещество может находиться в газообразном, твердом и жидком состоянии, причем может переходить из одного состояния в другое. Достаточно вспомнить воду. Обычно при положительных температурах это жидкость, при отрицательных – твердое вещество, а при высоких температурах она переходит в пар, т.е. в газообразное состояние. Превращение вещества из твердого в жидкое состояние называется плавлением, а температура, при которой этот процесс происходит – температурой плавления.

Как же происходит процесс плавления? Если мы рассмотрим металл, то увидим, что его структура представляет собой кристаллическую решетку, атомы которой расположены в определенном порядке друг относительно друга, совершая небольшие колебания. При поступлении внешней энергии или нагреве тела увеличивается энергия атомов, и они начинают колебаться с большей амплитудой. Когда температура тела и температура плавления вещества сравняются, начинается процесс разрушения структуры металла, то есть процесс плавления.

Однако то, что начался процесс плавления, не означает, что он будет продолжаться сам по себе. Для его поддержания необходимо постоянно подводить тепло, которое тратится на разрушение связей кристаллической решетки.

У каждого вещества свои характеристики. И у каждого металла своя температура плавления. Она определяется кристаллической решеткой и составом вещества. Для чистых веществ эта температура одна, для сплавов, состоящих из нескольких металлов – другая. Например, температура плавления чугуна составляет 1100-1130 °С. Такой разброс значений определяется тем, что содержание примесей в этом металле меняется, к тому же при нагреве образуются тугоплавкие окислы. У них температура плавления выше, чем у чугуна.

Для меди эта температура составляет 1084°С, для цинка – 419°С. Температура плавления латуни, являющейся сплавом меди и цинка – примерно 1000°С. Такое приблизительное значение температуры определяется тем, что она зависит от процентного содержания компонентов. Если в составе сплава будет больше меди, это приведет к тому, что температура плавления сплава будет выше, если больше цинка – ниже.

Надо отметить, что температура, при которой плавится вещество, зависит не только от его чистоты, но и от давления. С ростом давления она увеличивается, при падении давления уменьшается.

Как уже отмечалось, для плавления необходим постоянный подвод тепла. На практике это выглядит так, что идет постоянный нагрев вещества, но при этом температура остается постоянной. И лишь после того, как будет израсходовано определенное количество теплоты, называемой теплотой плавления, начнется дальнейший рост температуры, но уже жидкого вещества.

Существует и еще одна особенность при плавлении металлов. Если прекратить подвод тепла, то процесс плавления прекращается и начинается обратный процесс – жидкий металл переходит в твердое состояние. Такой процесс называется кристаллизацией. При остывании жидкого металла и превращении его в твердое вещество происходит выделение такого же количества тепла, которое было затрачено на его плавление.

Роль плавления в природе, науке и технике переоценить трудно. Благодаря этому процессу мы можем получать металлы или сплавы с нужными нам свойствами. Практически вся человеческая цивилизация основана на металле и его сплавах, и значит, на таких физических константах, как температура плавления. Ведь фактически нет ни одной отрасли промышленности, которая не потребляла бы металл.

Таким образом, мы рассмотрели, что такое температура плавления, определили, от чего она зависит, и описали сам процесс плавления. Также в статье дано определение кристаллизации металлов.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Следят за новыми комментариями — 7
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.