相変化

相転移は、熱流の研究において理論的および実践的に重要な役割を果たします。 融解または融合では、固体は液体に変わります。 逆のプロセスはフリーズします。 蒸発では、液体は気体に変わります。 反対のプロセスは凝縮です。

物質は、融点と呼ばれる温度で溶けたり凍ったり、沸点で沸騰したり凝縮したりします。 これらの温度は圧力に依存します。 高圧では物質の密度が高まるため、通常、高圧では融点と沸点が上昇し、低圧では融点と沸点が低下します。

たとえば、水の沸点は 1.00 気圧で 100℃です。 圧力が高くなると沸点は高くなり、圧力が低くなると沸点は低くなります。 主な例外は、水の融解と凍結です。

相変化に関係するエネルギーは、結合または力のペアの数とその強さに依存します。 結合の数は分子の数に比例し、したがってサンプルの質量に比例します。 物質を固相から液相に変化させるのに必要な単位質量当たりのエネルギー、または物質が液体から固体に変化するときに放出されるエネルギーは、融解熱として知られています。 物質を液相から気相に変化させるのに必要な単位質量当たりのエネルギーは蒸発熱として知られています。 さらに、融解潜熱と蒸発潜熱は実験的に決定できる材料定数です。 これらの定数は「潜在的」、つまり隠蔽されています。これは、相変化では、系に温度変化を引き起こすことなくエネルギーが系に出入りするためです。 したがって、事実上、エネルギーは隠蔽されます。