Σημείο τήξης

Σημείο τήξης ή θερμοκρασία τήξης, ή ακόμη και θερμοκρασία μετάβασης, διεθνές σύμβολο Tm (εκ του αγγλικού όρου Temperature melting), ονομάζεται η θερμοκρασία στην οποία αλλάζει φάση μια καθαρή ουσία (χημικό στοιχείο ή χημική ένωση), μεταβαίνοντας από την στερεά κατάσταση στην υγρή κατάσταση, φαινόμενο που ονομάζεται τήξη. Ουσιαστικά πρόκειται για τη θερμοκρασία εκείνη στην οποία συνυπάρχουν σε ισορροπία τόσο η στερεά όσο και η υγρή κατάσταση μιας ουσίας (καθαρής).

Η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει η τήξη εξαρτάται από την πίεση. Συνήθως, αναφερόμαστε στη "θερμοκρασία τήξης" ενός υλικού σε κανονικές συνθήκες πίεσης. Οι προσμείξεις μεταβάλλουν τη θερμοκρασία τήξης, γι' αυτό και αναφερόμαστε σε καθαρές ουσίες.

Γενικά

Για τη μετάβαση μιας ορισμένης ποσότητας υλικού από τη στερεά στην υγρή κατάσταση, απαιτείται η πρόσδοση ορισμένου ποσού θερμότητας. Η ποσότητα της θερμότητας αυτής ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα τήξης, εξαρτάται από το είδος του υλικού και είναι ανάλογη της μάζας του υλικού που τήκεται (αναφερόμαστε συνήθως στην λανθάνουσα θερμότητα ανά μονάδα μάζας). Λέγεται "λανθάνουσα θερμότητα", διότι η απορρόφησή της δεν αυξάνει τη θερμοκρασία του υλικού, αλλά ξοδεύεται στην μετατροπή του από στερεό σε υγρό. Καθ' όλη τη διάρκεια της τήξης, η θερμοκρασία του υλικού παραμένει σταθερή και ίση με τη θερμοκρασία τήξης. Η λανθάνουσα θερμότητα, δηλαδή, δεν ανιχνεύεται από θερμοκρασιακές μεταβολές· παραμένει κρυφή, "λανθάνει" - εξ ου και η ονομασία.

Σε ένα στερεό σώμα, τα μόρια βρίσκονται διατεταγμένα σε καθορισμένες θέσεις, σχηματίζοντας ένα πλέγμα (με εξαίρεση τα άμορφα στερεά, όπως το γυαλί) και εκτελούν μόνο μικρές ταλαντώσεις γύρω από τις θέσεις ισορροπίας τους στο πλέγμα. Μικροσκοπικά, η θερμοκρασία ερμηνεύεται ως η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του σώματος, κατά την άτακτη κίνησή τους. Κατά τη διάρκεια της θέρμανσης ενός στερεού, τα μόρια του σώματος απορροφούν θερμική ενέργεια, με αποτέλεσμα να αυξάνει κατά μέσο όρο το πλάτος της ταλάντωσής τους και να μεγαλώνουν οι αποστάσεις τους στο πλέγμα. Όταν φτάσει το σώμα στη θερμοκρασία τήξης, τα μόριά του απορροφούν αρκετή ενέργεια ώστε να αποδεσμευτούν από το πλέγμα και να μεταβούν στην υγρή κατάσταση (στην οποία δεν υπάρχει αυστηρά καθορισμένη διάταξη των μορίων στο χώρο). Κατά τη μετάβαση αυτή, η θερμική ενέργεια δεν αυξάνει την κινητική ενέργεια των μορίων, αλλά ξοδεύεται στο να "ξεκολλήσει" τα μόρια από το πλέγμα (θα μπορούσαμε να πούμε ότι μετατρέπεται σε δυναμική ενέργεια). Αυτή είναι η μικροσκοπική ερμηνεία της λανθάνουσας θερμότητας.

Συμπεράσματα

Η παρατήρηση του φαινομένου εξάγει τα εξής :

• Η θερμοκρασία τήξης εξαρτάται από το υλικό του σώματος.
• Η θερμοκρασία τήξης είναι σταθερή και χαρακτηριστική για κάθε σώμα, εφόσον η πίεση είναι σταθερή. Άρα το σημείο τήξης εξαρτάται από την πίεση.
• Το αντίστροφο του σημείου τήξης είναι το σημείο πήξης. Θερμοκρασιακά τα δύο σημεία δεν ταυτίζονται πάντοτε.
• Η θερμοκρασία τήξης θεωρητικά είναι ίση με την θερμοκρασία πήξης.
• Ο όγκος του σώματος, κατά την διάρκεια του φαινομένου τήξης, αλλάζει.
• Το σημείο τήξης αποτελεί ένα από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά εκάστου των μετάλλων και κραμάτων.
• Τα παράγωγα της τήξης καλούνται τήγματα.

Δείτε επίσης

• Κατάσταση της ύλης