Galvenā atšķirība starp kušanas temperatūru un sasalšanas temperatūru ir tāda, ka kušanas temperatūra ir temperatūra, kurā cieta viela nonāk šķidrā stāvoklī, turpretim sasalšanas punkts ir punkts, kurā jebkurš šķidrums mainīs savu stāvokli uz cietu.
Fāzes izmaiņas ir procesi, kas ietver enerģijas izdalīšanos vai enerģijas pieaugumu. Kušanas punkts un sasalšanas punkts ir punkti, kuros notiek fāzes izmaiņas. Līdz ar to var mainīties arī daudzas citas materiāla īpašības. Teorētiski materiāla sasalšanas temperatūra un kušanas temperatūra ir vienāda, taču dažkārt atsevišķām vielām šīs divas vērtības atšķiras viena no otras.
Kas ir kušanas punkts?
Kušanas temperatūra ir temperatūra, kurā cieta viela pāriet šķidrā stāvoklī. Tā ir fiziska īpašība, ko varam izmantot savienojuma identificēšanai. Kad cieta viela pārvēršas šķidrā stadijā, notiek fāzes maiņa. Tas notiek noteiktam spiedienam raksturīgā temperatūrā. Šim nolūkam mums ir jāpiegādā nepieciešamā enerģija.
Fāzes maiņa absorbē enerģiju/siltumu (endotermisku), pārejot no cietas uz šķidru. Vairumā gadījumu šī enerģija tiek piegādāta siltuma veidā. Siltums ir nepieciešams, lai paaugstinātu cietās vielas temperatūru līdz tās kušanas punkta stāvoklim. Turklāt vielai ir nepieciešama enerģija, lai pati izkausētu. Mēs šo enerģiju saucam par saplūšanas siltumu; tas ir latenta siltuma veids.
Latentais siltums ir siltums, kas tiek absorbēts vai atbrīvots no vielas fāzes maiņas laikā. Šīs siltuma izmaiņas neizraisa temperatūras izmaiņas, jo tās tiek absorbētas vai atbrīvotas. Tāpēc kušanas temperatūrā viela absorbē siltumu, bet temperatūra attiecīgi nemainīsies. Termodinamiski kušanas temperatūrā Gibsa brīvās enerģijas izmaiņas ir nulle. Sekojošais vienādojums ir derīgs materiālam kušanas temperatūrā. Tas parāda, ka temperatūra nemainās, bet mainās materiāla entalpija un entropija.
ΔS=ΔH/T
Tā kā viela absorbē enerģiju, entalpija palielinās kušanas temperatūrā. Cietā stāvoklī daļiņas ir labi sakārtotas un tām ir mazāka kustība. Bet šķidrā stāvoklī to nejaušība palielinās. Tāpēc kušanas temperatūrā entropija palielinās. Atbilstoši spiedienam konkrētajam materiālam ir noteikts kušanas punkts. Mēs varam noteikt tikai cietvielu kušanas punktus.
Attēls 01: Dažādu ķīmisko elementu kušanas punkti
Laboratorijā mēs varam izmantot daudzas metodes, lai noteiktu kušanas temperatūru. Kušanas temperatūras aparāta izmantošana ir ļoti vienkārša. Mēs varam ievietot smalki pulverveida cieto vielu kapilārā, kurā viens gals ir noslēgts. Tad aparātā jāievieto noslēgtais gals, kurā ir cietviela. Šeit galam vajadzētu pieskarties metālam iekšpusē. Pēc tam mēs varam novērot cieto vielu caur aparāta palielināmo stiklu. Ir arī termometrs, lai reģistrētu temperatūru. Temperatūrai pakāpeniski paaugstinoties, metāls sakarst un kapilārā sasils arī cietā viela. Mēs varam novērot punktu, kurā sākas un beidzas kušana. Un šis diapazons atbilst kušanas temperatūrai. Ūdens kušanas temperatūra ir 0 °C. Volframam ir visaugstākā kušanas temperatūra, kas ir 3410 °C.
Kas ir sasalšanas punkts?
Sasalšanas punkts ir temperatūra, kurā jebkurš šķidrums mainīs savu stāvokli uz cietu. Materiāla kušanas temperatūras un sasalšanas temperatūras vērtība ir vairāk vai mazāk vienāda. Piemēram, ūdens pārvēršas ledū pie 0°C un arī tā kušanas temperatūra ir 0°C. Precīzāk, sasalšanas punkts raksturo vielas fāzes maiņu.
Attēls 02: Ūdens sasalšana veido ledu
Turklāt vielas sasalšanas process samazina entropiju. Ķīmijā ir termins “sasalšanas punkta pazemināšanās”, kas izskaidro, kā negaistošas izšķīdušās vielas klātbūtne šķīdumā samazina šķīdinātāja sasalšanas temperatūru.
Kāda ir atšķirība starp kušanas temperatūru un sasalšanas temperatūru?
Kušanas punkts un sasalšanas punkts ir vienas un tās pašas fāzes maiņas pretēji virzieni. Galvenā atšķirība starp kušanas temperatūru un sasalšanas punktu ir tā kušanas temperatūra ir temperatūra, kurā cieta viela nonāk šķidrā stāvoklī, turpretim sasalšanas punkts ir punkts, kurā jebkurš šķidrums mainīs savu stāvokli uz cietu. Turklāt ir arī atšķirība starp kušanas temperatūru un sasalšanas temperatūru to entropijas izmaiņu ziņā; kausējot cietai vielai, entropija palielinās, bet sasalšanas gadījumā entropija samazinās. Turklāt, lai gan teorētiski kušanas temperatūras un sasalšanas temperatūras konkrētam materiālam ir līdzīgas, praktiski tās nedaudz atšķiras.
Kopsavilkums - kušanas temperatūra pret sasalšanas temperatūru
Kušanas temperatūra un sasalšanas temperatūra ir divas vielu fizikālās īpašības. Galvenā atšķirība starp kušanas temperatūru un sasalšanas temperatūru ir tā, ka kušanas temperatūra ir temperatūra, kurā cieta viela nonāk šķidrā stāvoklī, turpretim sasalšanas punkts ir punkts, kurā jebkurš šķidrums mainīs savu stāvokli uz cietu.
