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熔点、液化点(M.P.)是在大气压下晶体将其物态由固态转变为液态的过程中固液共存状态的温度;各种晶体的熔点不同,对同一种晶体,熔点又与所受压强有关,压强越大,熔点越高。不过,与沸点不同,熔点受压强的影响很小,因为由固态转变(熔化)为液态的过程中,物质的体积几乎不变化。

进行相反动作(即由液态转为固态)的温度,称之为凝固点、结晶点(对水而言也称为冰点),在一定大气压下,任何晶体的凝固点和熔点相同。习惯上,根据常温(25℃)时物质的状态使用凝固点或熔点称呼这一个温度:对于常温下为固态的物质,这个温度称为凝固点;对于常温下为液态的物质,这个温度称为熔点。

物质可以分为非晶体和晶体,非晶体没有固定的熔点,而晶体才具有熔点。因此,熔点是晶体物质的重要物理特性之一[1]

本质

熔点是由构成晶体物质分子间内聚力和晶格能的特性所决定。晶体物质又分为离子晶体、原子晶体、金属晶体和分子晶体,晶体物质因化学键与分子间作用力而结合。而如果想要使物质由固态变为液态,需要吸收外界能量,破坏化学键或分子间作用力才能实现。化学键的键能越高或分子间作用力越强,物质的熔点越高,反之则越低。

熔化的过程

在传温液加热法[2]熔点测定中,人们将物质最初熔化时的温度称作“初熔”,把物质完全熔化时的温度称作“终熔”,“初熔”和“终熔”的间距作为物质的“熔程”。而晶体物质在毛细管中变化的过程为:试料-湿润点-收缩点-崩坏点-液化点-全熔点。在“熔程”期可以观察到,虽然晶体物质仍在吸热,但温度却没有继续上升,直至达到“终熔”之后,温度才会继续上升。

熔化过程不断吸热,但“温度为何保持不变”?

当物质处于晶体状态时,其内部的原子或分子在三维空间内有序排列,原子或分子间的引力斥力保持平衡,故势能一定。此时,晶体中的原子或分子只能在平衡位置上有小幅度振动。相变时,物质的内部结构将发生变化。晶体的熔化过程中,固体变为液体,原子或分子间的距离增大,势能增大,而这部分势能需要外部持续不断加热来提供能量,也就是说熔化过程中吸收的热量绝大部分用以破坏晶格结构,因此内能的变化可忽略,内能是温度的函数,故晶体熔化过程中,宏观表现为温度不发生变化。

视频

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参考文献