Az olvadáspont és a fagyáspont közötti fő különbség az, hogy az olvadáspont az a hőmérséklet, amelyen a szilárd anyag folyékony halmazállapotba megy át, míg a fagyáspont az a pont, amelyen bármely folyadék szilárd halmazállapotúvá változik.
A fázisváltások olyan folyamatok, amelyek energiafelszabadítással vagy energianyeréssel járnak. Az olvadáspont és a fagyáspont olyan pont, ahol fázisváltozások következnek be. Ezekkel az anyag sok egyéb tulajdonsága is megváltozhat. Elméletileg egy anyag fagyáspontja és olvadáspontja megegyezik, de néha bizonyos anyagok esetében a két érték különbözik egymástól.
Mi az olvadáspont?
Olvadáspont az a hőmérséklet, amelyen a szilárd anyag folyékony halmazállapotúvá változik. Ez egy fizikai tulajdonság, amellyel egy vegyületet azonosíthatunk. Amikor egy szilárd anyag folyékony állapotba megy át, fázisváltozás következik be. Egy adott nyomásra jellemző hőmérsékleten fordul elő. Ehhez biztosítani kell a szükséges energiát.
A fázisváltás energiát/hőt nyel el (endoterm), amikor szilárd állapotból folyékony állapotba megy át. Ezt az energiát legtöbbször hő formájában szolgáltatják. Hőre van szükség ahhoz, hogy a szilárd anyag hőmérsékletét olvadásponti állapotára emelje. Ezenkívül az anyagnak energiára van szüksége ahhoz, hogy megolvadjon. Ezt az energiát fúziós hőnek nevezzük; ez egyfajta látens hő.
A látens hő az a hő, amely a fázisváltozás során felszívódik vagy felszabadul egy anyagból. Ezek a hőváltozások nem okoznak hőmérsékletváltozást, mivel felszívódnak vagy felszabadulnak. Ezért az olvadásponton az anyag hőt vesz fel, de a hőmérséklet ennek megfelelően nem változik. Termodinamikailag az olvadásponton a Gibbs-szabadenergia változása nulla. A következő egyenlet érvényes az olvadásponton lévő anyagra. Azt mutatja, hogy a hőmérséklet nem változik, de az anyag entalpiája és entrópiája változik.
ΔS=ΔH/T
Mivel az anyag energiát nyel el, az entalpia növekszik az olvadásponton. Szilárd állapotban a részecskék jól rendezettek és kisebb a mozgásuk. De folyékony állapotban véletlenszerű jellegük megnő. Ezért az olvadásponton az entrópia növekszik. A nyomásnak megfelelően egy adott anyagnak van egy meghatározott olvadáspontja. Csak szilárd anyagok olvadáspontját tudjuk meghatározni.
01. ábra: Különböző kémiai elemek olvadáspontja
A laboratóriumban számos technikát alkalmazhatunk az olvadáspont meghatározására. Az olvadáspont-mérő készülék használata nagyon egyszerű. Finomra porított szilárd anyagot tehetünk egy kapillárisba, amelynek egyik vége le van zárva. Ezután a szilárd anyagot tartalmazó lezárt végét tegyük a készülékbe. Itt a végnek érintenie kell a fém belsejét. Ezt követően a készülék nagyító ablakán keresztül figyelhetjük meg a szilárd anyagot. Van egy hőmérő is a hőmérséklet rögzítésére. Amikor a hőmérséklet fokozatosan emelkedik, a fém felmelegszik, és a kapillárisban lévő szilárd anyag is felmelegszik. Megfigyelhetjük azt a pontot, ahol az olvadás kezdődik és fejeződik be. És ez a tartomány megfelel az olvadáspontnak. A víz olvadáspontja 0 °C. A wolfram legmagasabb olvadáspontja 3410 °C.
Mi az a fagypont?
A fagyáspont az a hőmérséklet, amelyen bármely folyadék szilárd halmazállapotúvá változik. Egy anyag olvadáspontjának és fagyáspontjának hőmérséklete többé-kevésbé azonos. Például a víz 0°C-on jéggé alakul, és olvadáspontja is 0°C. Pontosabban, a fagyáspont az anyag fázisváltozását írja le.
02. ábra: A víz megfagyása jeget képez
Sőt, az anyag lefagyasztásának folyamata csökkenti az entrópiát. Van egy kifejezés a kémiában, mint „fagyáspont-csökkenés”, amely megmagyarázza, hogy egy nem illékony oldott anyag jelenléte az oldatban hogyan csökkenti az oldószer fagyási hőmérsékletét.
Mi a különbség az olvadáspont és a fagyáspont között?
Az olvadáspont és a fagyáspont ugyanazon fázisváltozás ellentétes irányai. Az olvadáspont és a fagyáspont közötti fő különbség az, hogy az olvadáspont az a hőmérséklet, amelyen a szilárd anyag folyékony halmazállapotba kerül, míg a fagyáspont az a pont, ahol bármely folyadék szilárd halmazállapotúvá változtatja. Sőt, az olvadáspont és a fagyáspont között az entrópiaváltozásuk tekintetében is van különbség; szilárd anyag olvasztásakor az entrópia növekszik, de fagyasztáskor az entrópia csökken. Emellett, bár elméletileg az olvadáspont és a fagyáspont egy adott anyagnál hasonló, gyakorlatilag kissé eltérnek egymástól.
Összefoglaló – Olvadáspont vs fagyáspont
Az olvadáspont és a fagyáspont az anyagok két fizikai tulajdonsága. Az olvadáspont és a fagyáspont közötti fő különbség az, hogy az olvadáspont az a hőmérséklet, amelyen a szilárd anyag folyékony halmazállapotba kerül, míg a fagyáspont az a pont, ahol bármely folyadék szilárd halmazállapotúvá változik.
