Τι είναι το Σημείο Τήξης;

Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν δει ένα αντικείμενο να λιώνει, όπως ο πάγος να λιώνει σε νερό μια ζεστή μέρα. Το σημείο τήξης ενός αντικειμένου είναι το σημείο στο οποίο το στερεό αντικείμενο μετατρέπεται σε υγρό. Ένας πιο επιστημονικός τρόπος να το πούμε είναι ότι είναι το σημείο στο οποίο η στερεή και η υγρή κατάσταση μιας καθαρής ουσίας βρίσκονται σε ισορροπία. Αυτό το σημείο είναι μοναδικό για καθαρές ουσίες, επομένως οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη θερμοκρασία ως έναν τρόπο για να αναγνωρίσουν μια συγκεκριμένη ουσία.

Όταν εφαρμόζεται θερμότητα σε ένα στερεό αντικείμενο, τα μόρια μέσα στο στερεό αρχίζουν να κινούνται πιο γρήγορα. Καθώς εφαρμόζεται περισσότερη θερμότητα, τα μόρια στο στερεό συνεχίζουν να κινούνται έως ότου οι ελκτικές δυνάμεις που συγκρατούν τα μόρια σε ένα συσσωρευμένο σχήμα υπερνικηθούν από την ποσότητα ενέργειας που έχουν τα μόρια. Σε εκείνο το σημείο, το στερεό λιώνει και η ουσία γίνεται υγρή. Ακόμα κι αν εφαρμοστεί περισσότερη θερμότητα σε ένα αντικείμενο μόλις αρχίσει να λιώνει, το αντικείμενο δεν θα αλλάξει θερμοκρασία έως ότου όλο το στερεό γίνει υγρό. Ανεξάρτητα από το πόση θερμότητα εφαρμόζεται σε ένα παγάκι, για παράδειγμα, ο πάγος και το νερό θα παραμείνουν στους 32°F (0°C) μέχρι να λιώσει όλος ο πάγος.

Πολλοί άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι με τα σημεία τήξης και βρασμού του νερού. Το νερό συνήθως λιώνει και παγώνει στους 32°F (0°C) και βράζει στους 212°F (100°C). Η εξοικείωση του νερού μπορεί να κάνει τα σημεία τήξης άλλων ουσιών ακραία σε σύγκριση. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία στην οποία λιώνει ο άνθρακας είναι 6,422°F (3,550°C), ενώ ο υδράργυρος λιώνει στους -37.97°F (-38.87°C).

Το σημείο τήξης μιας ουσίας είναι συχνά το ίδιο με το σημείο πήξης, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Ορισμένα υγρά μπορούν να υπερψυχθούν. Η υπερψύξη ενός υγρού είναι η διαδικασία με την οποία κάποιος μπορεί να ψύξει ένα υγρό πέρα ​​από το σημείο πήξης του χωρίς να μετατραπεί σε στερεό. Ένα τέτοιο υγρό πρέπει να είναι καθαρό γιατί ένας μόνο κρύσταλλος, ακαθαρσίες ή μερικές φορές ακόμη και απλή κίνηση θα προκαλέσει την κρυστάλλωση του υγρού. Εάν το υπερψυγμένο υγρό συναντήσει μια τέτοια ακαθαρσία ή κίνηση, θα παγώσει σχεδόν ακαριαία.

Υπάρχουν επίσης αντικείμενα που συνήθως δεν έχουν σημείο τήξης. Μία από τις πιο διάσημες και καλά χρησιμοποιούμενες ουσίες που δεν έχει στην ατμοσφαιρική πίεση είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Η στερεά φάση του διοξειδίου του άνθρακα ονομάζεται συνήθως «ξηρός πάγος». Στους -109.3°F (-78.5°C), το διοξείδιο του άνθρακα μεταπηδά από τη στερεά φάση στην αέρια φάση του σε μια διαδικασία που ονομάζεται εξάχνωση. Το διοξείδιο του άνθρακα εμφανίζεται μόνο ως υγρό σε πιέσεις που υπερβαίνουν τις πέντε ατμόσφαιρες.