维基百科 ひゃっか ,自由 じゆう 的 てき 百科 ひゃっか 全 ぜん 书
熔化热 ,亦 また 称 たたえ 熔解热 [ 1] ,是 ぜ 单位质量物 ぶつ 质由固 かた 态转化 か 为液态时,物体 ぶったい 需要 じゅよう 吸收 きゅうしゅう 的 てき 热量[ 1] 。物体 ぶったい 熔化时的温度 おんど 称 しょう 为熔点 。
熔化热是一 いち 种潜 せん 热 ,在 ざい 熔化 的 てき 过程中 ちゅう ,物 もの 质不断 ふだん 吸收 きゅうしゅう 热量 而温度 おんど 不 ふ 变,因 いん 此不能 ふのう 通 どおり 过温度 おんど 的 てき 变化直接 ちょくせつ 探 さがせ 测到这一热量。每 まい 种物质具有 ぐゆう 不同 ふどう 的 てき 熔化热。晶 あきら 体 からだ 在 ざい 一定压强下具有固定的熔点,也具有 ぐゆう 固定 こてい 的 てき 熔化热;非 ひ 晶 あきら 体 からだ ,比 ひ 如玻璃 はり 和 わ 塑料 ,不 ふ 具有 ぐゆう 固定 こてい 的 てき 熔点,因 いん 而也不 ふ 具有 ぐゆう 固定 こてい 的 てき 熔化热。[ 2]
同 どう 一 いち 种物质中,液 えき 态比 ひ 固 かた 态 拥有更 さら 高 だか 的 てき 内 うち 能 のう ,因 いん 此,在 ざい 熔化的 てき 过程中 ちゅう ,固 かた 态物质要吸收 きゅうしゅう 热量来 らい 转变为液态。同 どう 样,物 もの 质由液 えき 态转变为固 かた 态时,也要释放相 しょう 同 どう 的 てき 能 のう 量 りょう 。[ 1] 液体 えきたい 中 ちゅう 的 てき 物 ぶつ 质微粒 つぶ 与 あずか 固体 こたい 中 ちゅう 的 てき 相 しょう 比 ひ ,受到更 さら 小 しょう 的 てき 分子 ぶんし 间作用 よう 力 りょく ,因 いん 此拥有 ゆう 更 さら 高 だか 的 てき 内 ない 能 のう 。
熔化热的数 すう 值在大 だい 多数 たすう 情 じょう 况下是 ぜ 大 だい 于0的 てき ,表示 ひょうじ 物体 ぶったい 在 ざい 熔化时吸热,在 ざい 凝固 ぎょうこ 时放热,而氦 是 ぜ 唯一 ゆいいつ 的 てき 例外 れいがい 。氦-3 在 ざい 温度 おんど 为0.3开尔文 ぶん 以下 いか 时,熔化热小于0。氦-4 在 ざい 温度 おんど 为0.8开尔文 ぶん 以下 いか 是也 これや 轻微地 ち 显示出 で 这种效 こう 应。这说明 あきら ,在 ざい 一定的恒定压强下,这些物 ぶつ 质凝固 ぎょうこ 时会吸收 きゅうしゅう 热量。
第 だい 三 さん 周期 しゅうき 元素 げんそ 的 てき 摩 ま 尔熔化 か 热第 だい 二 に 周期 しゅうき 元素 げんそ 的 てき 摩 ま 尔熔化 か 热
数 かず 据 すえ 均 ひとし 为1标准大 だい 气压 ,熔点时的值。
熔化热数据 すえ 也能用 よう 来 らい 计算固体 こたい 物 ぶつ 质在水中 すいちゅう 的 てき 溶解 ようかい 度 ど 。在 ざい 理想 りそう 溶液 ようえき 中 なか ,溶质 达到饱和时的摩 ま 尔分数 すう
x
2
{\displaystyle x_{2}}
是 ぜ 该溶质熔化 か 热、熔点
T
f
u
s
{\displaystyle T_{f}us}
和 かず 溶液 ようえき 温度 おんど 的 てき 函数 かんすう 。
ln
x
2
=
−
Δ でるた
H
f
u
s
∘
R
(
1
T
−
1
T
f
u
s
)
{\displaystyle \ln x_{2}=-{\frac {\Delta H_{\mathit {fus}}^{\circ }}{R}}\left({\frac {1}{T}}-{\frac {1}{T_{\mathit {fus}}}}\right)}
这里的 てき R是 ぜ 普 ひろし 适气体 たい 常数 じょうすう 。
比 ひ 如,298K (约25℃ )时,对乙酰氨基 もと 酚 在 ざい 水中 すいちゅう 的 てき 溶解 ようかい 度 ど 为:
x
2
=
exp
(
−
28100
J mol
−
1
8.314
J K
−
1
mol
−
1
(
1
298
−
1
442
)
)
=
0.0248
{\displaystyle x_{2}=\exp {\left(-{\frac {28100{\mbox{ J mol}}^{-1}}{8.314{\mbox{ J K}}^{-1}{\mbox{ mol}}^{-1}}}\left({\frac {1}{298}}-{\frac {1}{442}}\right)\right)}=0.0248}
换算为克 かつ /升 ます :
0.0248
∗
1000
g
18.053
m
o
l
−
1
1
−
0.0248
∗
151.17
mol
−
1
=
213.4
{\displaystyle {\frac {0.0248*{\frac {1000\mathrm {g} }{18.053\mathrm {mol^{-1}} }}}{1-0.0248}}*151.17{\mbox{ mol}}^{-1}=213.4}
这样计算得 とく 出 で 的 てき 理 り 论值与实际值(240 g/L)的 てき 误差 为11%。由 よし 于溶液 えき 并不是 ぜ 理想 りそう 溶液 ようえき ,若 わか 将 はた 额外的 てき 热容量 りょう 的 てき 影 かげ 响考虑在内 ない ,将 はた 得 え 到 いた 更 さら 精 せい 确的结果。[ 12]
固体 こたい 在 ざい 溶剂 中 ちゅう 溶解 ようかい ,达到溶解 ようかい 平衡 へいこう 后 きさき ,溶液 ようえき 中 ちゅう 的 てき 溶质与 あずか 未 み 溶固体 こたい 的 てき 化学 かがく 势是 ぜ 相 しょう 同 どう 的 てき :
μ みゅー
s
o
l
i
d
∘
=
μ みゅー
s
o
l
u
t
i
o
n
∘
{\displaystyle \mu _{solid}^{\circ }=\mu _{solution}^{\circ }\,}
或 ある
μ みゅー
s
o
l
i
d
∘
=
μ みゅー
l
i
q
u
i
d
∘
+
R
T
ln
X
2
{\displaystyle \mu _{solid}^{\circ }=\mu _{liquid}^{\circ }+RT\ln X_{2}\,}
其中
μ みゅー
l
i
q
u
i
d
∘
{\displaystyle \mu _{liquid}^{\circ }}
是 ぜ 该条件下 じょうけんか ,该固体 こたい 熔液的 てき 化学 かがく 势。这一步利用了理想溶液的假设和拉 ひしげ 乌尔定律 ていりつ 。化 か 简后得 え 到 いた :
R
T
ln
X
2
=
−
(
μ みゅー
l
i
q
u
i
d
∘
−
μ みゅー
s
o
l
i
d
∘
)
{\displaystyle RT\ln X_{2}=-(\mu _{liquid}^{\circ }-\mu _{solid}^{\circ })\,}
又 また 因 よし 为:
Δ でるた
G
f
u
s
∘
=
−
(
μ みゅー
l
i
q
u
i
d
∘
−
μ みゅー
s
o
l
i
d
∘
)
{\displaystyle \Delta G_{\mathit {fus}}^{\circ }=-(\mu _{liquid}^{\circ }-\mu _{solid}^{\circ })\,}
其中
Δ でるた
G
f
u
s
∘
{\displaystyle \Delta G_{\mathit {fus}}^{\circ }}
是 ぜ 摩 ま 尔熔化 か 自由 じゆう 焓 变。所以 ゆえん 溶质固体 こたい 和 わ 溶质熔液之 の 间的化学 かがく 势差异遵循以下方 かほう 程 ほど :
R
T
ln
X
2
=
−
(
Δ でるた
G
f
u
s
∘
)
{\displaystyle RT\ln X_{2}=-(\Delta G_{\mathit {fus}}^{\circ })\,}
应用吉 よし 布 ぬの 斯-亥 い 姆霍茲方程 ほど :
(
∂
(
Δ でるた
G
f
u
s
∘
T
)
∂
T
)
p
=
−
Δ でるた
H
f
u
s
∘
T
2
{\displaystyle \left({\frac {\partial ({\frac {\Delta G_{\mathit {fus}}^{\circ }}{T}})}{\partial T}}\right)_{p\,}=-{\frac {\Delta H_{\mathit {fus}}^{\circ }}{T^{2}}}}
经过计算得 え 到 いた :
(
∂
(
ln
X
2
)
∂
T
)
=
Δ でるた
H
f
u
s
∘
R
T
2
{\displaystyle \left({\frac {\partial (\ln X_{2})}{\partial T}}\right)={\frac {\Delta H_{\mathit {fus}}^{\circ }}{RT^{2}}}}
或 ある :
d
(
ln
X
2
)
=
Δ でるた
H
f
u
s
∘
R
T
2
∗
d
T
{\displaystyle \mathrm {d} (\ln X_{2})={\frac {\Delta H_{\mathit {fus}}^{\circ }}{RT^{2}}}*\mathrm {d} T}
对上面 めん 的 てき 方 かた 程 ほど 等号 とうごう 两边进行积分 (忽 ゆるがせ 略 りゃく 了 りょう 摩 ま 尔熔化 か 焓随温度 おんど 的 てき 改 あらため 变)
∫
X
2
=
1
X
2
=
x
2
d
(
ln
X
2
)
=
ln
x
2
=
∫
T
f
u
s
T
Δ でるた
H
f
u
s
∘
R
T
2
∗
d
T
{\displaystyle \int _{X_{2}=1}^{X_{2}=x_{2}}\mathrm {d} (\ln X_{2})=\ln x_{2}=\int _{T_{\mathit {fus}}}^{T}{\frac {\Delta H_{\mathit {fus}}^{\circ }}{RT^{2}}}*\mathrm {d} T}
可 か 以得到 いた 最 さい 终结果 はて :
ln
x
2
=
−
Δ でるた
H
f
u
s
∘
R
(
1
T
−
1
T
f
u
s
)
{\displaystyle \ln x_{2}=-{\frac {\Delta H_{\mathit {fus}}^{\circ }}{R}}\left({\frac {1}{T}}-{\frac {1}{T_{\mathit {fus}}}}\right)}
Atkins, Peter; Jones, Loretta, Chemical Principles: The Quest for Insight 4th, W. H. Freeman and Company: 236, 2008, ISBN 0-7167-7355-4
Ott, J. Bevan; Boerio-Goates, Juliana, Chemical Thermodynamics: Advanced Applications, Academic Press, 2000, ISBN 0-12-530985-6
状 じょう 态低能 ていのう 量 りょう 高 こう 能 のう 量 りょう 其他物 ぶつ 态 相變 あいかわ 數量 すうりょう 概念 がいねん 列 れつ 表 ひょう