導入
物体の融点または融解温度は、純粋な元素または化合物が固体状態から液体状態に変化する、特定の圧力における温度を表します。凝固点は逆転移です。通常、常圧（1気圧）下で測定され、この2点間では固体と液体が共存します。純粋な物質の場合、融点と凝固点は理論的には等しく、固定圧力では一定です。最もよく知られている融点/凝固点はおそらく水の融点 ( 0 °C ) であり、これは摂氏スケールでゼロとして扱われ、摂氏スケールと混同されることがよくあります。
融解温度を測定することで、物質の性質を知る（同定）ことができます。ただし、いくつかの分子は非常に近い融解温度を持つ可能性があるため、この情報は正式な同定を可能にするのに十分ではありません。一方で、測定された融解温度と異なる融解温度を有する分子を可能性の場から除外することが可能となる。
理論
ほとんどの物質はほぼ同じ温度で液化および凝固します。たとえば、水銀の融点と凝固点は234.32 K ( -38.83 °C ) です。ただし、いくつかの物質は過冷却される可能性があるため、理論上の凝固点よりも低い温度で凍結する可能性があります。水はその一例です。なぜなら、純水分子の表面圧力に打ち勝つのは難しく、氷点滴が含まれていない場合、雲の中に-42°Cまでの水滴が存在する可能性があるからです。
熱力学
純粋な固体を加熱すると、融点に達するまで温度が上昇します。そこでは、物体が完全に液相に移行するまで、温度は一定に保たれます。したがって、完全な融合を引き起こすためのエネルギーの差は、臨界温度に達するために追加する必要があるエネルギーの差だけでなく、液体状態に移行するための潜熱( L f ) も異なります。したがって、熱力学の観点から、材料のエンタルピー ( H ) とエントロピー ( S ) は、溶融温度Tで増加します ( Δ H 、Δ S > 0 )。質量m の物体の変化は次のようになります。
- Δ H = m L fおよび$$ {\Delta S=\frac{mL_f}{T} } $$それは与える$$ {\Delta S = \frac {\Delta H} {T}} $$
- $$ {\ L_f} $$比潜熱 (J/kg で表す)
- Δ H J のエンタルピー変化
- Δ S J/K におけるエントロピーの変化
- m質量 (kg)
- T温度 (K)
特徴
蒸発温度 (沸点) とは異なり、固相と液相のモル体積が非常に近いため、融解温度は圧力の変化の影響をほとんど受けません。
一般に、同じ化合物群に属する場合、融点はモル質量とともに上昇します。最も高い融解温度を持つ周期表元素は3,683 K ( 3,410 °C ) のタングステンであり、白熱電球にとって優れた選択肢となっています。 Ta 4 HfC 5 は、4,488 K ( 4,215 °C ) で最も高い融点を持つ耐火物です。スペクトルの対極では、ヘリウムは絶対零度に近い温度と 20 気圧の圧力でのみ凍結します。
したがって、融点は物質の純度をチェックする方法です。不純物があると、試験される物質の融点が変化します。
特殊な場合
ただし、特定の物質では、固体と液体の間の転移は特定の温度範囲で発生します。たとえば、寒天は85°Cで溶けますが、ヒステリシス プロセスを通じて31°C ～ 40°Cの間で凝固します。一方、ガラスなどの非晶質物質は実際に溶融するのではなくガラス転移するため、一般に融点がありません。
他にも例外があります。