Temperatura de topire și de cristalizare este temperatura la care un solid cristalin solid face trecerea la o stare lichidă și invers. La punctul de topire, substanța poate fi atât în stare lichidă, cât și în stare solidă. Când se aplică căldură suplimentară, substanța va intra într-o stare lichidă, iar temperatura nu se va schimba până când nu se va topi toată materia din sistemul în cauză. Odată cu îndepărtarea căldurii în exces (răcire), substanța va intra într-o stare solidă (se va solidifica) și, până la înghețarea completă, temperatura nu se va schimba.
Temperatura punctului de topire / solidificare și punctul de fierbere / temperatura de condensare sunt considerate proprietăți fizice importante ale substanței. Temperatura de întărire este identică cu punctul de topire numai pentru materialul pur. Această proprietate se bazează pe calibre speciale pentru termometre de temperatură înaltă. Deoarece punctul de curgere al unei substanțe pure, de exemplu staniu, este stabil, este suficient să se topească și să aștepte până când topirea începe să cristalizeze. În acest moment, în condițiile bunei izolații termice, temperatura lingoului de solidificare nu se schimbă și coincide exact cu temperatura de referință specificată în cărțile de referință.
Amestecurile de substanțe au o temperatură de topire / întărire cu totul și să facă tranziția într-un anumit interval de temperatură (temperatura apariției fazei lichide se numește solidus completă temperatura de topire punct. - punctul lichidus). Deoarece este imposibilă măsurarea cu precizie a punctului de topire al acestor substanțe, se utilizează metode speciale (GOST 20287 și ASTM D 97). Dar unele amestecuri (compoziția eutectică) au un anumit punct de topire, ca substanțe pure.
Substanțele amorfe (necristaline), de regulă, nu au un punct de topire limpede. Pe măsură ce crește temperatura, vâscozitatea acestor substanțe scade și materialul devine mai lichid.
Există o concepție greșită comună, conform căreia geamurile ferestre încet "coboară" sub influența gravitației. De exemplu, sunt prezentate ferestre vitrate medievale, ale căror pahare erau mai groase în partea inferioară. Motivul real al grosimii inegale este asociat cu vechea tehnologie de fabricare a geamurilor. Suflanta de sticlă a suflat un bule mare de sticlă înmoaie și la aplatizat. Din discul rezultat, de la centru la margini, s-au tăiat ochelarii înguste pentru vitralii. Aceste ochelari au fost mai groase pe partea corespunzătoare marginii discului și, când au fost așezate în legătura, au fost așezate gros în jos. [1]
Deoarece volumul corpului se schimbă nesemnificativ în timpul topirii, presiunea are un efect redus asupra punctului de topire. Dependența de temperatură a temperaturii de tranziție de fază (inclusiv topirea și fierberea) asupra presiunii pentru un sistem unic este dată de ecuația Clapeyron-Clausius. Punctul de topire la presiune atmosferică normală (101 325 Pa sau 760 mmHg) se numește punctul de topire.
Predicția punctului de topire (criteriul Lindemann)
O încercare de a prezice punctul de topire al materialelor cristaline a fost întreprinsă în 1910 de către Frederick Lindemann (Eng.). Ideea era să observăm că amplitudinea medie a oscilațiilor termice crește odată cu creșterea temperaturii. Topirea începe atunci când amplitudinea oscilațiilor devine suficient de mare pentru ca atomii vecini să ocupe parțial același spațiu. Criteriul Lindemann afirmă că este de așteptat topirea când amplitudinea amplitudinii rms depășește o valoare de prag.
Punctul de topire al cristalelor este descris destul de bine de formula Lindemann [2]:
unde r s> este raza medie a celulei unității și θ este temperatura Debye. iar parametrul x m> pentru majoritatea materialelor variază în intervalul 0,15-0,3.
Punctele de topire ale unor substanțe [3]