熔化
róng huà
熔化是固体吸收足够热量、使粒子挣脱固定位置而变为液态的物态变化。
Definition
熔化，又称熔融，是物质吸收足够的热能，使其粒子挣脱固定位置、开始流动，从而由固态转变为液态的物态变化；它发生在熔点这一特征物理性质所对应的温度，在此过程中温度保持不变，因为加入的能量被用于松开粒子之间的束缚，而不是使它们进一步升温。熔化发生在固相与液相吉布斯自由能相等的温度，即 $T_m = \Delta H_{fus}/\Delta S_{fus}$，这既反映了必须克服的晶格能，也反映了熔化时获得的熵；根据克劳修斯-克拉珀龙方程，熔点会随压强变化，方向取决于体积变化的正负；而杂质会使熔点降低并使熔程变宽，这种现象称为熔点降低。
Example
放在台面上的冰块会融化成一滩水，口袋里的巧克力棒也会因为温暖而融化，但熔化并不一定意味着变得像水一样，因为熔化的铁依然是液态的铁。冰在 $0^\circ\text{C}$ 熔化，黄油约在 $32^\circ\text{C}$，铁则在 $1538^\circ\text{C}$；在 $0^\circ\text{C}$ 熔化 $10\text{ g}$ 冰需要 $3340\text{ J}$ 的能量，而生成的水会一直保持在 $0^\circ\text{C}$，直到全部熔化完毕。氯化钠的 $\Delta H_{fus} = 28.2\text{ kJ/mol}$，熔点为 $801^\circ\text{C}$，其 $\Delta S_{fus} \approx 26\text{ J/mol}\cdot\text{K}$，远高于水，这反映出它比水的氢键要强得多的离子晶格。
Key Insight
撒在结冰人行道上的盐，根本不会使冰变暖；它只是降低了水的熔点，使冰即使在 $0^\circ\text{C}$ 以下也能融化。像玻璃这样的无定形固体没有真正的熔点，而是在一段温度范围内随着粘度下降而逐渐软化，所以一个明确、清晰的熔点其实是长程晶体有序结构的标志，这也正是化学家用熔点来检验化合物纯度和鉴定其身份的原因。