ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างจุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งคือจุดหลอมเหลวคืออุณหภูมิที่ของแข็งจะเข้าสู่สถานะของเหลว ในขณะที่จุดเยือกแข็งคือจุดที่ของเหลวใดๆ จะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง
การเปลี่ยนแปลงเฟสคือกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยพลังงานหรือการเพิ่มพลังงาน จุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งคือจุดที่มีการเปลี่ยนแปลงเฟส ด้วยเหตุนี้คุณสมบัติอื่นๆ ของวัสดุจึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ในทางทฤษฎี จุดเยือกแข็งและจุดหลอมเหลวของวัสดุจะเหมือนกัน แต่บางครั้งสำหรับสารบางชนิด ค่าทั้งสองจะแตกต่างกัน
จุดหลอมเหลวคืออะไร
จุดหลอมเหลวคืออุณหภูมิที่ของแข็งจะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่เราสามารถใช้ระบุสารประกอบได้ เมื่อของแข็งเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลว จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเฟส มันเกิดขึ้นที่อุณหภูมิลักษณะเฉพาะสำหรับความดันที่กำหนด สำหรับสิ่งนี้ เราจำเป็นต้องจัดหาพลังงานที่จำเป็น
การเปลี่ยนเฟสดูดซับพลังงาน/ความร้อน (ดูดความร้อน) เมื่อเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว ส่วนใหญ่แล้ว พลังงานนี้จะถูกจ่ายในรูปของความร้อน ต้องใช้ความร้อนเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของของแข็งให้อยู่ในสถานะจุดหลอมเหลว นอกจากนี้ สารยังต้องการพลังงานในการหลอมตัวเอง เราเรียกสิ่งนี้ว่าพลังงานความร้อนของการหลอมรวม นี่คือความร้อนแฝงประเภทหนึ่ง
ความร้อนแฝง คือ ความร้อนที่ถูกดูดซับหรือปล่อยออกจากสารในระหว่างการเปลี่ยนเฟส การเปลี่ยนแปลงความร้อนเหล่านี้ไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเมื่อถูกดูดซับหรือปล่อยออกมา ดังนั้น ณ จุดหลอมเหลว สารจะดูดซับความร้อน แต่อุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงตามไปด้วยทางเทอร์โมไดนามิกส์ที่จุดหลอมเหลว การเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่ปราศจากกิ๊บส์เป็นศูนย์ สมการต่อไปนี้ใช้ได้กับวัสดุที่จุดหลอมเหลว แสดงว่าอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง แต่เอนทาลปีและเอนโทรปีของวัสดุเปลี่ยนไป
ΔS=ΔH/T
เนื่องจากสารดูดซับพลังงาน เอนทาลปีเพิ่มขึ้นที่จุดหลอมเหลว ในสถานะของแข็ง อนุภาคจะถูกจัดเรียงอย่างดีและมีการเคลื่อนไหวน้อยลง แต่ในสถานะของเหลว ลักษณะสุ่มของพวกมันจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นที่จุดหลอมเหลวเอนโทรปีจะเพิ่มขึ้น ตามความดัน มีจุดหลอมเหลวเฉพาะสำหรับวัสดุที่กำหนด เราสามารถกำหนดจุดหลอมเหลวของของแข็งเท่านั้น
รูปที่ 01: จุดหลอมเหลวขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ
ในห้องปฏิบัติการ เราใช้เทคนิคต่างๆ มากมายในการกำหนดจุดหลอมเหลวการใช้อุปกรณ์จุดหลอมเหลวนั้นง่ายมาก เราสามารถใส่ของแข็งที่เป็นผงละเอียดลงในเส้นเลือดฝอยโดยปิดปลายด้านหนึ่งไว้ จากนั้นเราควรใส่ปลายปิดผนึกที่มีของแข็งเข้าไปในเครื่อง ตรงนี้ ปลายควรสัมผัสกับโลหะด้านใน หลังจากนั้น เราสามารถสังเกตของแข็งผ่านหน้าต่างแว่นขยายของอุปกรณ์ มีเทอร์โมมิเตอร์สำหรับบันทึกอุณหภูมิด้วย เมื่ออุณหภูมิค่อยๆ เพิ่มขึ้น โลหะจะร้อนขึ้น และของแข็งในเส้นเลือดฝอยก็จะร้อนขึ้นด้วย เราสามารถสังเกตจุดที่การหลอมเหลวเริ่มต้นและสิ้นสุดได้ และช่วงนี้สอดคล้องกับจุดหลอมเหลว จุดหลอมเหลวของน้ำคือ 0 °C ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงสุด คือ 3410 °C
จุดเยือกแข็งคืออะไร
จุดเยือกแข็งคืออุณหภูมิที่ของเหลวจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง อุณหภูมิของจุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งของวัสดุมีค่าเท่ากันไม่มากก็น้อย ตัวอย่างเช่น น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งที่ 0°C และจุดหลอมเหลวของมันคือ 0°C เช่นกันจุดเยือกแข็งอธิบายการเปลี่ยนแปลงเฟสของสสารอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น
รูปที่ 02: น้ำแข็งกลายเป็นน้ำแข็ง
นอกจากนี้ กระบวนการแช่แข็งสารยังลดเอนโทรปี มีคำศัพท์ทางเคมีว่า "การกดจุดเยือกแข็ง" ซึ่งอธิบายว่าการมีอยู่ของตัวถูกละลายที่ไม่ระเหยในสารละลายจะลดอุณหภูมิการเยือกแข็งของตัวทำละลายได้อย่างไร
จุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งต่างกันอย่างไร
จุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งเป็นทิศทางตรงกันข้ามกับการเปลี่ยนเฟสเดียวกัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างจุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งคือ จุดหลอมเหลวคืออุณหภูมิที่ของแข็งจะเข้าสู่สถานะของเหลว ในขณะที่จุดเยือกแข็งคือจุดที่ของเหลวใดๆ จะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งนอกจากนี้ยังมีความแตกต่างระหว่างจุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งในแง่ของการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปี ในขณะที่ละลายของแข็ง เอนโทรปีจะเพิ่มขึ้น แต่ในการแช่แข็ง เอนโทรปีจะลดลง นอกจากนี้ แม้ว่าตามทฤษฎีแล้ว อุณหภูมิจุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งจะคล้ายกันสำหรับวัสดุที่กำหนด แต่ในทางปฏิบัติแล้วมีความแตกต่างกันเล็กน้อย
สรุป – จุดหลอมเหลวเทียบกับจุดเยือกแข็ง
จุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งเป็นคุณสมบัติทางกายภาพสองประการของสาร ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างจุดหลอมเหลวและจุดเยือกแข็งคือ จุดหลอมเหลวคืออุณหภูมิที่ของแข็งจะเข้าสู่สถานะของเหลว ในขณะที่จุดเยือกแข็งคือจุดที่ของเหลวใดๆ จะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง