Балқу температурасы мен қату температурасының негізгі айырмашылығы мынада: балқу нүктесі қатты зат сұйық күйге өтетін температура, ал қату температурасы кез келген сұйықтық қатты күйге ауысатын нүкте.
Фазалық өзгерістер - энергияның бөлінуін немесе қуат алуын қамтитын процестер. Балқу температурасы мен қату температурасы фазалық өзгерістер болатын нүктелер болып табылады. Осылармен материалдың көптеген басқа қасиеттері де өзгеруі мүмкін. Теориялық тұрғыдан материалдың қату температурасы мен балқу температурасы бірдей, бірақ кейде белгілі бір заттар үшін екі мән бір-бірінен ерекшеленеді.
Балу нүктесі дегеніміз не?
Балу температурасы - қатты зат сұйық күйге ауысатын температура. Бұл қосылысты анықтау үшін пайдалана алатын физикалық қасиет. Қатты зат сұйық сатыға өткенде фазалық өзгеріс орын алады. Ол берілген қысымға тән температурада болады. Ол үшін бізге қажетті энергияны беру керек.
Фазалық өзгеріс қатты күйден сұйық күйге өткенде энергияны/жылуды (эндотермиялық) жұтады. Көбінесе бұл энергия жылу түрінде беріледі. Қатты заттың температурасын балқу температурасына дейін көтеру үшін жылу қажет. Сонымен қатар, зат өздігінен балқу үшін энергияны қажет етеді. Бұл энергияны синтез жылуы деп атаймыз; бұл жасырын қызудың бір түрі.
Жасырын жылу - фазаның өзгеруі кезінде заттан жұтылатын немесе бөлінетін жылу. Бұл жылу өзгерістері температураның өзгеруіне әкелмейді, өйткені олар сіңіріледі немесе босатылады. Сондықтан балқу нүктесінде зат жылуды сіңіреді, бірақ температура сәйкесінше өзгермейді. Термодинамикалық түрде, балқу нүктесінде Гиббстің бос энергиясының өзгеруі нөлге тең. Төмендегі теңдеу балқу температурасындағы материал үшін жарамды. Ол температураның өзгермейтінін, бірақ материалдың энтальпиясы мен энтропиясының өзгеретінін көрсетеді.
ΔS=ΔH/T
Зат энергияны сіңіретіндіктен, балқу температурасында энтальпия артады. Қатты күйде бөлшектер жақсы реттелген және аз қозғалады. Бірақ сұйық күйде олардың кездейсоқ сипаты артады. Сондықтан балқу нүктесінде энтропия артады. Қысымға сәйкес, берілген материал үшін белгілі бір балқу температурасы бар. Біз тек қатты заттардың балқу нүктелерін анықтай аламыз.
01-сурет: Әртүрлі химиялық элементтердің балқу нүктелері
Лабораторияда балқу температурасын анықтау үшін көптеген әдістерді қолдануға болады. Балқу температурасы аппаратын пайдалану өте оңай. Біз бір ұшы тығыздалған капиллярға ұсақ ұнтақталған қатты затты сала аламыз. Содан кейін біз қатты заты бар тығыздалған ұшын құрылғыға салуымыз керек. Мұнда соңы ішіндегі металлға тиіп тұруы керек. Содан кейін аппараттың үлкейткіш терезесі арқылы қатты денені бақылай аламыз. Температураны жазып алатын термометр де бар. Температура бірте-бірте көтерілгенде, металл қызады, ал капиллярдағы қатты зат қызады. Біз балқудың басталуы мен аяқталу нүктесін бақылай аламыз. Және, бұл диапазон балқу температурасына сәйкес келеді. Судың балқу температурасы 0 °C. Вольфрамның ең жоғары балқу температурасы бар, ол 3410 °C.
Қатыру нүктесі дегеніміз не?
Мұздату нүктесі - кез келген сұйықтық қатты күйге ауысатын температура. Материалдың балқу температурасы мен қату температурасы бірдей мәнге ие. Мысалы, су 0°С-та мұзға айналады және оның балқу температурасы да 0°С. Дәлірек айтқанда, қату температурасы зат фазасының өзгеруін сипаттайды.
02-сурет: судың қатуы мұзды құрайды
Сонымен қатар, затты мұздату процесі энтропияны төмендетеді. Химияда ерітіндіде ұшпайтын еріген заттың болуы еріткіштің қату температурасын қалай төмендететінін түсіндіретін «қату нүктесінің төмендеуі» деген термин бар.
Балу температурасы мен қату температурасының айырмашылығы неде?
Балу температурасы мен қату температурасы бір фазалық өзгерістің қарама-қарсы бағыттары. Балқу температурасы мен қату температурасының негізгі айырмашылығы мынада: балқу нүктесі - бұл қатты зат сұйық күйге өтетін температура, ал қату нүктесі - кез келген сұйықтық күйін қатты күйге өзгертетін нүкте. Сонымен қатар, балқу температурасы мен қату температурасы арасында олардың энтропиясының өзгеруі бойынша да айырмашылық бар; қатты затты балқытқанда энтропия артады, ал мұздату кезінде энтропия төмендейді. Сонымен қатар, теориялық тұрғыдан алғанда, балқу температурасы мен қату температурасы берілген материал үшін ұқсас болғанымен, іс жүзінде олар аздап өзгереді.
Қорытынды – балқу нүктесі және қату нүктесі
Балу температурасы мен қату температурасы заттардың екі физикалық қасиеті. Балқу температурасы мен қату температурасының негізгі айырмашылығы мынада: балқу нүктесі қатты зат сұйық күйге өтетін температура, ал қату температурасы кез келген сұйықтық қатты күйге ауысатын нүкте болып табылады.
