Sự khác biệt chính giữa điểm nóng chảy và điểm đóng băng là điểm nóng chảy là nhiệt độ tại đó chất rắn chuyển sang trạng thái lỏng trong khi điểm đóng băng là điểm mà bất kỳ chất lỏng nào sẽ chuyển trạng thái thành chất rắn.
Thay đổi pha là quá trình liên quan đến giải phóng năng lượng hoặc tăng năng lượng. Điểm nóng chảy và điểm đóng băng là những điểm mà ở đó xảy ra sự thay đổi pha. Với những điều này, nhiều đặc tính khác của vật liệu cũng có thể thay đổi. Về mặt lý thuyết, điểm đóng băng và điểm nóng chảy của vật liệu là như nhau, nhưng đôi khi đối với các chất cụ thể, hai giá trị khác nhau.
Điểm tan chảy là gì?
Điểm nóng chảy là nhiệt độ tại đó chất rắn sẽ chuyển sang trạng thái lỏng. Nó là một đặc tính vật lý mà chúng ta có thể sử dụng để xác định một hợp chất. Khi một chất rắn chuyển thành một giai đoạn lỏng, một sự thay đổi giai đoạn xảy ra. Nó xảy ra ở nhiệt độ đặc trưng cho một áp suất nhất định. Để làm được điều này, chúng tôi cần cung cấp năng lượng cần thiết.
Sự thay đổi pha hấp thụ năng lượng / nhiệt (thu nhiệt) khi đi từ thể rắn sang thể lỏng. Hầu hết các trường hợp, năng lượng này được cung cấp dưới dạng nhiệt. Nhiệt cần thiết để tăng nhiệt độ của chất rắn đến trạng thái nhiệt độ nóng chảy của nó. Hơn nữa, chất này cần năng lượng để tự tan chảy. Chúng tôi gọi đây là nhiệt năng của phản ứng tổng hợp; đây là một loại nhiệt tiềm ẩn.
Nhiệt tiềm ẩn là nhiệt được hấp thụ hoặc giải phóng từ một chất trong quá trình thay đổi pha. Những thay đổi nhiệt này không gây ra thay đổi nhiệt độ khi chúng được hấp thụ hoặc giải phóng. Do đó, ở nhiệt độ nóng chảy, chất hấp thụ nhiệt, nhưng nhiệt độ sẽ không thay đổi tương ứng. Về mặt nhiệt động lực học, tại điểm nóng chảy, sự thay đổi của năng lượng tự do Gibbs bằng không. Phương trình sau đây là hợp lệ cho một vật liệu ở điểm nóng chảy. Nó cho thấy rằng nhiệt độ không thay đổi, nhưng entanpi và entropi của vật liệu thay đổi.
ΔS=ΔH / T
Vì chất này hấp thụ năng lượng nên entanpi tăng ở nhiệt độ nóng chảy. Ở trạng thái rắn, các hạt có trật tự tốt và ít chuyển động hơn. Nhưng ở trạng thái lỏng, bản chất ngẫu nhiên của chúng tăng lên. Do đó, ở điểm nóng chảy, entropi tăng lên. Theo áp suất, có một điểm nóng chảy cụ thể cho một vật liệu nhất định. Chúng tôi chỉ có thể xác định điểm nóng chảy của chất rắn.
Hình 01: Điểm nóng chảy của các nguyên tố hóa học khác nhau
Trong phòng thí nghiệm, chúng ta có thể sử dụng nhiều kỹ thuật để xác định điểm nóng chảy. Sử dụng thiết bị đo nhiệt độ nóng chảy rất dễ dàng. Chúng ta có thể cho một ít chất rắn dạng bột mịn vào một ống mao dẫn, trong đó một đầu được bịt kín. Sau đó, chúng ta nên đặt đầu bịt kín có chứa chất rắn vào thiết bị. Ở đây, phần cuối phải chạm vào kim loại bên trong. Sau đó, chúng ta có thể quan sát chất rắn qua cửa sổ kính lúp của thiết bị. Ngoài ra còn có một nhiệt kế để ghi nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng dần, kim loại sẽ nóng lên và chất rắn trong ống mao dẫn cũng nóng lên. Chúng ta có thể quan sát thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình tan chảy. Và, phạm vi này tương ứng với điểm nóng chảy. Điểm nóng chảy của nước là 0 ° C. Vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao nhất, là 3410 ° C.
Điểm đóng băng là gì?
Điểm đông đặc là nhiệt độ tại đó bất kỳ chất lỏng nào sẽ chuyển trạng thái sang thể rắn. Nhiệt độ của điểm nóng chảy và điểm đóng băng đối với một vật liệu ít nhiều có cùng giá trị. Ví dụ, nước biến thành băng ở 0 ° C và điểm nóng chảy của nó cũng là 0 ° C. Chính xác hơn, điểm đóng băng mô tả sự thay đổi pha của vật chất.
Hình 02: Sự đóng băng của nước Dạng đá
Hơn nữa, quá trình đóng băng một chất làm giảm entropi. Có một thuật ngữ trong hóa học là "sự suy giảm điểm đóng băng" giải thích cách sự hiện diện của chất tan không bay hơi trong dung dịch làm giảm nhiệt độ đóng băng của dung môi.
Sự khác biệt giữa Điểm nóng chảy và Điểm đông đặc là gì?
Điểm nóng chảy và điểm đóng băng là hướng ngược nhau của cùng một sự thay đổi pha. Sự khác biệt chính giữa điểm nóng chảy và điểm đóng băng là điểm nóng chảy là nhiệt độ mà tại đó chất rắn chuyển sang trạng thái lỏng trong khi điểm đóng băng là điểm mà bất kỳ chất lỏng nào sẽ chuyển trạng thái thành chất rắn. Hơn nữa, cũng có sự khác biệt giữa điểm nóng chảy và điểm đóng băng về sự thay đổi entropi của chúng; trong khi nóng chảy một chất rắn, entropi tăng lên, nhưng khi đông đặc, entropy giảm. Bên cạnh đó, mặc dù về mặt lý thuyết, nhiệt độ điểm nóng chảy và điểm đóng băng tương tự nhau đối với một vật liệu nhất định, nhưng trên thực tế chúng khác nhau một chút.
Tóm tắt - Điểm nóng chảy và Điểm đông đặc
Điểm nóng chảy và điểm đông đặc là hai tính chất vật lý của các chất. Sự khác biệt cơ bản giữa điểm nóng chảy và điểm đóng băng là điểm nóng chảy là nhiệt độ tại đó chất rắn chuyển sang trạng thái lỏng trong khi điểm đóng băng là điểm mà bất kỳ chất lỏng nào sẽ chuyển trạng thái thành chất rắn.
