Što je točka topljenja?

Većina ljudi je vidjela kako se neki predmet topi, kao što je topljenje leda u vodu tijekom vrućeg dana. Talište nekog predmeta je točka u kojoj se čvrsti predmet pretvara u tekućinu. Znanstveniji način da se to kaže je da je to točka u kojoj su čvrsto i tekuće stanje čiste tvari u ravnoteži. Ova je točka jedinstvena za čiste tvari, tako da znanstvenici mogu koristiti temperaturu kao jedan od načina za identifikaciju određene tvari.

Kada se toplina dovede na čvrsti predmet, molekule unutar čvrstog tijela počinju se kretati brže. Kako se primjenjuje više topline, molekule u krutini nastavljaju se kretati sve dok privlačne sile koje drže molekule u zbijenom obliku ne prevladaju količinom energije koju molekule imaju. U tom trenutku, krutina se topi i tvar postaje tekućina. Čak i ako se više topline dovede na predmet nakon što se počne topiti, predmet neće promijeniti temperaturu sve dok sva kruta tvar ne postane tekućina. Bez obzira na to koliko se topline nanese na kocku leda, na primjer, led i voda će ostati na 32°F (0°C) sve dok se sav led ne otopi.

Mnogi ljudi su upoznati s točkama topljenja i vrelišta vode. Voda se obično topi i smrzava na 32°F (0°C) i ključa na 212°F (100°C). Poznavanje vode može u usporedbi s tim učiniti točke taljenja drugih tvari ekstremnim. Na primjer, temperatura na kojoj se ugljik topi je 6,422°F (3,550°C), dok se živa topi na -37.97°F (-38.87°C).

Točka taljenja tvari često je ista kao i točka smrzavanja, ali to nije uvijek slučaj. Neke se tekućine mogu prehladiti. Prehlađenje tekućine je proces kojim netko može ohladiti tekućinu iznad točke smrzavanja, a da se ona ne pretvori u krutinu. Takva tekućina mora biti čista jer će jedan kristal, nečistoća ili ponekad čak i samo pomicanje uzrokovati kristalizaciju tekućine. Ako prehlađena tekućina naiđe na takvu nečistoću ili pokret, smrznut će se gotovo trenutno.

Postoje i objekti koji obično nemaju točku taljenja. Jedna od najpoznatijih i dobro korištenih tvari koja ga nema pri atmosferskom tlaku je ugljični dioksid. Čvrsta faza ugljičnog dioksida obično se naziva “suhi led”. Na -109.3°F (-78.5°C), ugljični dioksid skače iz svoje čvrste faze u plinovitu fazu u procesu koji se naziva sublimacija. Ugljični dioksid se pojavljuje samo kao tekućina pri tlakovima koji prelaze pet atmosfera.