§ 268. Плавление и отвердевание

Рассмотрим плавление и отвердевание кристаллических и аморфных тел. Смесь кристалл — расплав неоднородна: существует резкая разница между кристаллом и расплавом. Если кристаллы не слишком мелки, то всегда можно видеть, где образовался кристалл и где еще остался расплав. Это совсем не похоже на застывание аморфных тел. Когда застывает смола, то она густеет постепенно и одинаково во всех своих частях. Аморфное тело, застывая, остается однородным.

Важное различие между свойствами кристаллических и аморфных веществ относится к температуре застывания. Вынесем на мороз сосуд с водой и опустим в него термометр.

Мы увидим, что вода быстро остынет до . Затем начнется образование льда. Чтобы не дать образоваться корке из льда, будем помешивать воду. Все время, пока образуется лед, температура смеси воды и льда будет держаться равной . Затем, когда вся вода замерзнет, получившийся лед начнет охлаждаться ниже нуля. Внеся этот сосуд обратно в теплую комнату, заметим, что температура льда повышается до , затем держится равной , пока весь лед не растает, и только после этого температура воды в сосуде поднимается выше этой температуры.

Подобные явления наблюдаются при затвердевании и плавлении всех чистых кристаллических веществ. Если, например, наблюдать, как меняется с течением времени  температура расплавленного нафталина, и построить график, показывающий эту зависимость, то получим линию с горизонтальной частью (рис. 450). Эта горизонтальная часть соответствует смеси кристаллов нафталина и расплава. При затвердевании же некристаллических тел, например смолы, температура понижается непрерывно, нигде не задерживаясь (рис. 451). Отсюда можно вывести заключение, что при затвердевании аморфных веществ не происходит перехода вещества в новое состояние. Затвердевание смолы или стекла — только постепенное загустевание их. Стекло можно рассматривать как очень густую жидкость.

Рис. 450. График температуры застывающего нафталина

Рис. 451. График температуры застывающей смолы

Итак, кристаллические вещества имеют определенные температуры плавления и отвердевания (точки плавления). Аморфные тела размягчаются при повышении температуры постепенно. В табл. 15 приведены точки плавления некоторых веществ.

Таблица 15. Температура плавления некоторых веществ

268.1. Насыпьте немного нафталина в пробирку и опустите ее в кипяток. При этом нафталин расплавится. Вынув пробирку из кипятка, опустите в нафталин лабораторный термометр и записывайте температуру через каждые полминуты. Как по этим данным определить температуру плавления нафталина?