§16. График плавления и отвердевания кристаллических тел
Если начать нагревать лёд, его температура сначала будет расти (участок AB) до тех пор, пока не достигнет 0 °C— точки плавления. Достигнув этой температуры, лёд начинает превращаться в воду. На этапе плавления температура остаётся неизменной (участок BC) до тех пор, пока весь лёд не перейдёт в жидкое состояние. Такое поведение характерно для всех кристаллических веществ: они плавятся при чётко определённой температуре.
Во время плавления поступающая энергия расходуется не на повышение температуры, а на разрыв связей между молекулами — то есть на разрушение кристаллической структуры. Именно поэтому температура остаётся постоянной: энергия идёт на увеличение потенциальной энергии частиц, а не на ускорение их движения.
Когда весь лёд растаял, вода снова начинает нагреваться (участок CD). При охлаждении температура падает (отрезок DE), и при достижении 0 °C начинается процесс кристаллизации — обратный плавлению. Как и при плавлении, температура на этой стадии остаётся постоянной (участок EF), пока вся вода не замёрзнет, после чего снова начинает снижаться (участок FK).
При кристаллизации молекулы упорядочиваются, их потенциальная энергия уменьшается, и высвобождается тепловая энергия. Для большинства веществ плавление сопровождается уменьшением плотности, однако у льда и висмута наблюдается противоположное: их твёрдая форма менее плотная, чем жидкая.
Аморфные вещества — такие как стекло или смола — не обладают фиксированной температурой плавления. При нагревании они постепенно размягчаются, а при охлаждении — постепенно твердеют, не проходя через чёткую фазу плавления, как кристаллы.