|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Плавление | Плавление (далее П), переход вещества из (твердого) состояния в жидкое; происходит с поглощением теплоты (фазовый переход рода). Главными характеристиками П чистых веществ являются температура плавления (Тпл) и теплота, которая необходима для осуществления процесса П (теплота плавления Qпл).
Температура П зависит от внешнего давления р; на диаграмме состояния чистого вещества эта зависимость изображается кривой плавления (кривой сосуществования твердой и жидкой фаз, AD или AD" на рис. 1). П сплавов и твердых растворов происходит, как правило, в интервале температур (исключение составляют эвтектики с постоянной Тпл). Зависимость температуры начала и окончания П сплава от его состава при данном давлении изображается на диаграммах состояния специальными линиями (кривые ликвидуса и солидуса, см. Двойные системы). У ряда высокомолекулярных соединений (например, у веществ, способных образовывать жидкие кристаллы) переход из твердого состояния в изотропное жидкое происходит постадийно (в некотором температурном интервале), каждая стадия характеризует определенный этап разрушения структуры.
Наличие определенной температуры П— важный признак правильного строения твердых тел. По этому признаку их легко отличить от аморфных твердых тел, которые не имеют фиксированной Тпл. Аморфные твердые тела переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры (см. Аморфное состояние).
Самую высокую температуру П среди чистых металлов имеет вольфрам (3410 °С), самую низкую — ртуть (—38,9 °С). К особо тугоплавким соединениям относятся: (3200 °С), (3580 °С), (3805 °С), (4070 °С), (4160 °С) и др. Как правило, для веществ с высокой Тпл характерны более высокие значения Qпл. Примеси, присутствующие в веществах, снижают их Тпл. Этим пользуются на практике для получения сплавов с низкой Тпл (см., например, Вуда сплав с Тпл = 68 °С) и охлаждающих смесей.
П начинается при достижении веществом Тпл. С начала П до его завершения температура вещества остается постоянной и равной Тпл, несмотря на сообщение веществу теплоты (рис. 2). Нагреть до Т > Тпл в обычных условиях не удается (см. Перегрев), тогда как при сравнительно легко достигается значительное переохлаждение расплава.
Характер зависимости Тпл от давления р определяется направлением объемных изменений (DVпл) при П (см. Клапейрона — Клаузиуса уравнение). В большинстве случаев П вещества сопровождается увеличением их объема (обычно на несколько %). Если это имеет место, то возрастание давления приводит к повышению Тпл (рис. 3). Однако у некоторых веществ (воды, ряда металлов и металлидов, см. рис. 1) при П происходит уменьшение объема. Температура П этих веществ при увеличении давления снижается.
П сопровождается изменением физических свойств вещества: увеличением энтропии, что отражает разупорядочение структуры вещества; ростом теплоемкости, электрического сопротивления (исключение составляют некоторые полуметаллы (, ) и полупроводники (), в жидком состоянии обладающие более высокой электропроводностью). Практически до нуля падает при П сопротивление сдвигу (в расплаве не могут распространяться поперечные упругие волны, см. Жидкость), уменьшается скорость распространения звука (продольных волн) и т.д.
Согласно молекулярно-кинетическим представлениям, П осуществляется следующим образом. При подведении к телу теплоты увеличивается энергия колебаний (амплитуда колебаний) его что приводит к повышению температуры тела и способствует образованию в различного рода дефектов (незаполненных узлов решетки — вакансий; нарушений периодичности решетки внедрившимися между ее узлами, и др., см. Дефекты в кристаллах). В молекулярных может происходить частичное разупорядочение взаимной ориентации осей молекул, если молекулы не обладают сферической формой. Постепенный рост числа дефектов и их объединение характеризуют стадию предплавления. С достижением Тпл в создается критическая концентрация дефектов, начинается П— решетка распадается на легкоподвижные субмикроскопические области. Подводимая при П теплота идет не на нагрев тела, а на разрыв межатомных связей и разрушение дальнего порядка в (см. Дальний порядок и ближний порядок). В самих же субмикроскопических областях ближний порядок в расположении при П существенно не меняется (координационное число расплава при Тпл в большинстве случаев остается тем же, что и у Этим объясняются меньшие значения теплот плавления Qпл по сравнению с теплотами парообразования и сравнительно небольшое изменение ряда физических свойств веществ при их П
Процесс П играет важную роль в природе (П снега и льда на поверхности Земли, П минералов в ее недрах и т.д.) и в технике (производство металлов и сплавов, литье в формы и др.).
Лит.: Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей, Собр. избр. трудов, т. 3, М. —Л., 1959; Данилов В. И., Строение и жидкости, К., 1956; Глазов В. М., Чижевская С. Н., Глаголева Н. Н., Жидкие полупроводники, М., 1967; Уббелоде А., П и структура, пер. с англ., М., 1969; Любов Б. Я., Теория в больших объемах, М. (в печати).
Б. Я. Любов.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 21.11.2024 13:18:52
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
