- 就我目前的認識,純物質單純加熱的話,凝固點和熔點是一樣的。如有特例請讀者提供。
- 但是如果存在外場,就有一個有意思的現象。金屬在外加磁場下凝固,和在相同磁場下熔化,其溫度可能不同。這個現象被用來冶金,製造先進的飛機發動機葉片。詳情可見上海大學冶金國家重點實驗室的工作。
- 對物質施加外場還有另一個例子,讓你容易理解:冰在0度開始化為水。但是如果你對水進行攪拌、讓其動起來的話(相當於對水施加一個速度場),溫度必須降到零下 以下才能讓流水結冰。這裡有個很好的解釋:
http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=5727?scienceline.ucsb.edu
- 其他例子,還有過於純凈的水,降溫的時候由於缺乏晶核,可以形成亞穩態,在零度以下保持液態。但此種亞穩態只需一個微擾,就可以打破這個亞穩態,迅速結冰。
- 水也可以形成過熱水,高於100度仍保持液態。這需要高壓,條件不易達到。
總結一下:
恆壓狀況下,純物質的熔點和凝固點必定相同。生活中常見的熔點、凝固點不同的現象並非嚴格意義熱力學上的「熔化」與「凝固」。
恆壓狀況下,對於純物質而言,凝固點和熔點是相同的。
通過計算純物質在恆壓狀況下的相律:
純物質,組分數為1;臨界狀況下固液共存,相數為2;恆壓條件最後為+1。
計算所得的自由度為0。因此這個體系沒有可以自由變化的熱力學變數。
所以只要是固液共存狀態,溫度就是一個確定的固定值,即熔點和凝固點相同。
但是對於混合物來說,並無確定的熔點或凝固點。這是由於自由度增加(組分數增加)所導致的。