§ 15. Плавление и отвердевание кристаллических тел

Плавлением называют переход вещества из твёрдого состояния в жидкое. Чтобы расплавить кристаллическое тело, его сначала обычно нагревают до температуры плавления. Для льда при нормальном атмосферном давлении она равна примерно нулю градусов Цельсия. После достижения этой температуры дальнейшее подведение энергии вызывает таяние. Пока одновременно существуют лёд и вода и продолжается равновесное плавление, температура смеси практически не изменяется.

Температура плавления зависит от вещества и внешнего давления. Поэтому разные материалы плавятся при разных условиях: лёд легко растопить в комнате, а для плавления железа требуется значительно более высокая температура. Таблицы позволяют сравнивать эти свойства. Однако достижение нужной температуры само по себе ещё не гарантирует полного плавления. Необходимо продолжать передавать энергию, которая расходуется на изменение организации частиц и разрушение устойчивого кристаллического порядка.

Обратный процесс называют отвердеванием, а для образования кристалла — кристаллизацией. В обычных равновесных условиях чистое вещество кристаллизуется при той же температуре, при которой плавится. При этом оно отдаёт энергию окружающим телам. Температура остаётся постоянной до завершения перехода, хотя энергия продолжает уходить. После полного затвердевания дальнейшее охлаждение уже уменьшает температуру твёрдого тела. Именно поэтому необходимо различать охлаждение вещества и собственно кристаллизацию.

На основе таблицы температур плавления можно определить состояние вещества при заданных условиях. Если температура существенно ниже температуры плавления, устойчиво твёрдое состояние; если выше — жидкое, пока не достигнуты условия перехода в газ. Но в самой точке плавления возможна смесь состояний. При описании опыта нужно указывать давление и чистоту вещества, а также не переносить свойства кристаллических тел на аморфные материалы, размягчение которых происходит постепенно.