Температура плавлення - у кожного своя
Як відомо, будь-яка речовина може перебувати в газоподібному, твердому і рідкому стані, причому може переходити з одного стану в інший. Досить згадати воду. Зазвичай при позитивних температурах це рідина, при негативних - тверда речовина, а при високих температурах вона переходить в пар, тобто в газоподібний стан. Перетворення речовини з твердого в рідкий стан називається плавленням, а температура, при якій цей процес відбувається - температурою плавлення.
Як же відбувається процес плавлення? Якщо ми розглянемо метал, то побачимо, що його структура являє собою кристалічну решітку, атоми якої розташовані в певному порядку один щодо одного, здійснюючи невеликі коливання. При надходженні зовнішньої енергії або нагріванні тіла збільшується енергія атомів, і вони починають коливатися з більшою амплітудою. Коли температура тіла і температура плавлення речовини зрівняються, починається процес руйнування структури металу, тобто процес плавлення.
Однак те, що почався процес плавлення, не означає, що він буде продовжуватися сам по собі. Для його підтримки необхідно постійно підводити тепло, яке витрачається на руйнування зв'язків кристалічної решітки.
У кожного речовини свої характеристики. І в кожного металу своя температура плавлення. Вона визначається кристалічною решіткою і складом речовини. Для чистих речовин ця температура одна, для сплавів, що складаються з декількох металів - інша. Наприклад, температура плавлення чавуну складає 1100-1130 ° С. Такий розкид значень визначається тим, що вміст домішок в цьому металі змінюється, до того ж при нагріванні утворюються тугоплавкі оксиди. У них температура плавлення вище, ніж у чавуну.
Для міді ця температура становить 1084 ° С, для цинку - 419 ° С. Температура плавлення латуні, що є сплавом міді і цинку - приблизно 1000 ° С. Таке приблизне значення температури визначається тим, що вона залежить від процентного вмісту компонентів. Якщо в складі сплаву буде більше міді, це призведе до того, що температура плавлення сплаву буде вищою, якщо більше цинку - нижче.
Треба відзначити, що температура, при якій плавиться речовина, залежить не тільки від його чистоти, але і від тиску. З ростом тиску вона збільшується, при падінні тиску зменшується.
Як уже зазначалося, для плавлення необхідний постійний підведення тепла. На практиці це виглядає так, що йде постійний нагрів речовини, але при цьому температура залишається постійною. І лише після того, як буде витрачено певну кількість теплоти, званої теплотою плавлення, почнеться подальше зростання температури, але вже рідкої речовини.
Існує і ще одна особливість при плавленні металів. Якщо припинити підведення тепла, то процес плавлення припиняється і починається зворотний процес - рідкий метал переходить в твердий стан. Такий процес називається кристалізацією. При охолодженні рідкого металу і перетворенні його на тверду речовину відбувається виділення такої ж кількості тепла, яке було витрачено на його плавлення.
Роль плавлення в природі, науці і техніці переоцінити важко. Завдяки цьому процесу ми можемо отримувати метали або сплави з потрібними нам властивостями. Практично вся людська цивілізація заснована на металі і його сплавах, і значить, на таких фізичних константах, як температура плавлення. Адже фактично немає жодної галузі промисловості, що не споживала б метал.
Таким чином, ми розглянули, що таке температура плавлення, визначили, від чого вона залежить, і описали сам процес плавлення. Також у статті дано визначення кристалізації металів.