Плавление и кристаллизация

Плавление – переход вещества из кристаллического (твердого) состояния в жидкое. Плавление происходит с поглощением теплоты. На рис.1 изображена примерная диаграмма плавкости: на оси абсцисс откладывается время, на оси ординат – температура олова.

Рис.1

При нагревании твердого тела внутренняя энергия возрастает, увеличивается амплитуда колебаний атомов в узлах кристаллической решетки, при этом возрастает температура (линия АВ).

Когда температура возрастает до точки плавления Т_пл, амплитуда колебаний достигает такой величины, что начинается разрушение кристаллической решетки – твердое тело начинает плавиться. Процесс плавления происходит изотермически, т.е. при постоянной температуре (горизонтальная прямая ВС), и характеризуется удель­ной теплотой плавления, которая определяется количеством теплоты, необходимым для расплавления единицы массы вещества:

. (9)

Когда закончится процесс плавления, образуется жидкая фаза и температура жидкости начинает повышаться (кривая СД).

Если прекратить нагрев жидкости (точка D) и начать ее охлаждать, то кривая ДE пойдет вниз. Когда температура понизится до Т_пл (см. рис. 1), начинается процесс кристаллизации, при этом атомы и молекулы жидкой фазы, соединяясь друг с другом, образуют кристаллическую решетку. Процесс кристаллизации (линия EF) про­исходит при постоянной температуре и протекает с выделением теплоты кристаллизации, которая равна теплоте плавления. Когда про­­цесс кристаллизации закончится, прекратится выделение теплоты кристаллизации, начинает охлаждаться твердое тело (кри-
вая FG).