相転移：融解と凝固

結晶性固体を加熱すると、その原子、分子、イオンの平均エネルギーが増大し、固体は高温になります。ある時点で、追加されたエネルギーは、固体の分子やイオンを固定している力を部分的に克服するのに十分な大きさになり、固体は液体状態に移行する、つまり融解するプロセスを開始します。この時点で、熱を加え続けても固体の温度上昇は止まり、固体がすべて溶けるまで一定の温度を保ちます。固体がすべて溶けて初めて、加熱を続けることで液体の温度が上昇します。

融解の途中で加熱を止め、固液混合物を完全に断熱された容器に入れて熱の出入りがないようにすれば、固相と液相は平衡状態を保つことができます。これは、優れた魔法瓶の中に氷と水の混合物を入れた場合とほぼ同じ状況です。熱の出入りがほとんどなく、固体の氷と液体の水の混合物が何時間も保たれます。平衡状態にある固体と液体の混合物では、融解と凝固の相互作用が同じ速度で起こり、そのため固体と液体の量は一定に保たれています。ある物質の固相と液相が平衡している温度を、固体の融点または液体の凝固点と呼びます。

通常、どちらの用語を使うかは、固体から液体（融解）、液体から固体（凝固）など、検討する相転移の方向によって決まります。結晶性固体の融解エンタルピーと融点は、結晶中に存在する単位間の引力の強さに依存します。弱い引力を持つ分子は低い融点の結晶を形成します。より強い引力を持つ粒子からなる結晶は、より高い温度で融解します。

ある物質1モルを固体状態から液体状態に変化させるのに必要な熱量が、その物質の融解エンタルピー ΔH_fus です。氷の融解エンタルピーは0℃で6.0kJ/molです。融合（融解）は吸熱性です。

その逆の過程である凍結は発熱過程であり、そのエンタルピー変化は0℃で6.0kJ/molです。

このテキストは 、 Openstax 、 Chemistry 2e 、 Section 10.3 ： Phase Transitions から引用しています。