
【机】 melting capacity
【化】 fusing energy
capacity; estimate; measure; mete; quantity; quantum
【医】 amount; dose; dosis; measure; quanta; quantity; quantum
【经】 volume
熔化能量(Melting Energy)在物理学中定义为物质从固态转变为液态过程中吸收的热力学能量,其核心对应英文术语为"latent heat of fusion",国际标准计量单位为焦耳/千克(J/kg)。该概念包含两个关键维度:
微观粒子动能
熔化过程中,物质内部的晶格结构被破坏,分子/原子克服晶格束缚所需的最小能量阈值被称为熔化潜热。根据《材料科学大辞典》,该能量值取决于物质类型,例如冰的熔化潜热为334 kJ/kg,铝则为397 kJ/kg。
宏观热力学计算
通过公式表达为: $$ Q = m cdot L_f $$ 其中Q表示总熔化能量,m为物质质量,L_f为比熔化潜热。该公式被收录于ISO 80000-5国际标准量纲体系,广泛应用于铸造、冶金等工业领域的热平衡计算。
在工程实践中,熔化能量的精确测定对金属冶炼(如电弧炉炼钢)、高分子材料加工(如塑料注塑成型)等过程具有关键指导价值。美国材料试验协会(ASTM)E1269标准详细规定了相关测量方法学。
熔化的能量变化主要体现在物质从固态变为液态时吸收热量的过程,具体解释如下:
熔化能量通常指物质熔化时吸收的热量,其核心概念是熔化热(即单位质量晶体熔化所需的热量)。例如,冰在0℃时熔化需要吸收334千焦/千克的热量。
晶体与非晶体的区别
能量守恒规律
熔化时吸收的热量等于凝固时释放的热量。例如,1千克水凝固成冰会释放与熔化时等量的334千焦热量。
熔化过程中,外界提供的热量使分子振动加剧,最终破坏固态的规则排列,转化为液态分子的自由移动。此过程主要表现为分子势能增加,而非动能(温度)变化(仅晶体)。
熔化热可通过公式表达:
$$
Q = lambda m
$$
其中,
例如,熔化2kg的冰需要热量 ( Q = 334,000 , text{J/kg} times 2 , text{kg} = 668,000 , text{J} )。
提示:不同物质的熔化热差异较大,例如铁的熔化热为272,000 J/kg,而铅仅为25,000 J/kg。如需具体数值,建议查阅物质的热力学参数表。
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