平衡熔點英文解釋翻譯、平衡熔點的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 equilibrium melting point
分詞翻譯:
平衡的英語翻譯:
balance; counterpoise; equation; equilibrium; equipoise; poise; standoff
【計】 balancing; equalization
【化】 equilibrium
【醫】 balance; bilanz; equilibration; equilibrium
【經】 balancing; counterbalance; equalization; equilibrium; in balance; level
熔點的英語翻譯:
melting point
【計】 fusing point
【化】 fusing point; fusion point; melting point
【醫】 fusing points; melting points
專業解析
平衡熔點(Equilibrium Melting Point)是熱力學和材料科學中的一個核心概念,指在特定壓力下,物質的固相與液相達到熱力學平衡狀态時對應的溫度。此時,固相與液相共存且吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)相等,兩相之間的轉化速率(熔化與凝固)達到動态平衡,淨相變為零。
關鍵特征與科學内涵:
- 熱力學平衡态:在此溫度下,純物質的固相和液相具有相同的化學勢(Chemical Potential),系統處于穩定狀态,沒有自發相變的驅動力。這是區分平衡熔點與非平衡熔化過程(如過冷液體的結晶)的關鍵。參見《物理化學》教材中關于相平衡的章節。
- 壓力依賴性:平衡熔點隨系統壓力的變化而變化,遵循克拉佩龍方程(Clapeyron Equation):
$$
frac{dP}{dT} = frac{Delta S}{Delta V}
$$
其中 $Delta S$ 是熔化熵(固→液過程的熵變),$Delta V$ 是熔化時的體積變化。對于大多數物質,$Delta V > 0$,故熔點隨壓力升高而升高(如水例外,冰熔化成水時 $Delta V < 0$,故熔點隨壓力升高而降低)。
- 純物質定義:嚴格意義上的平衡熔點特指單一組分、無雜質的純淨物質。雜質的存在通常會降低熔點(凝固點降低現象)。
- 動态平衡:在平衡熔點溫度下,固-液界面處分子或原子從固相進入液相(熔化)的速率等于從液相返回固相(凝固)的速率,宏觀上兩相質量維持不變。
- 測量要求:準确測定平衡熔點要求實驗條件無限接近平衡狀态,如極緩慢的加熱/冷卻速率,以消除過冷或過熱現象的影響。差示掃描量熱法(DSC)是常用技術之一。
應用場景:
- 材料表征:測定材料的平衡熔點是鑒定其純度、熱穩定性及相變行為的基礎。
- 相圖繪制:在二元或多元合金相圖中,液相線(Liquidus)代表不同成分合金開始凝固(或完全熔化)的溫度,其端點即為純組元的平衡熔點。
- 理論模型驗證:分子模拟或熱力學模型預測的物質熔點需與實驗測得的平衡熔點進行比較驗證。
與相關概念的區别:
- 熔程(Melting Range):非純物質(如混合物、高分子)通常在一個溫度範圍内逐漸熔化,其起始溫度可能接近但低于理論平衡熔點。
- 過冷(Supercooling):液體冷卻至理論熔點以下仍不結晶的現象,此時測得的“熔點”低于平衡值。
權威參考來源:
- 參見經典熱力學教材如 Atkins' Physical Chemistry 或 Introduction to the Thermodynamics of Materials (David R. Gaskell) 中關于相平衡與吉布斯自由能的論述。
- 美國國家标準與技術研究院(NIST)的化學熱力學數據庫提供了大量物質的精确平衡熔點數據(需訪問其官網查詢具體物質)。
網絡擴展解釋
平衡熔點是指物質在理想熱力學平衡狀态下的熔點,通常指晶體厚度或尺寸達到無限大時的熔點值。這一概念在材料科學和高分子化學中尤為重要,以下是詳細解析:
section*{核心定義}
平衡熔點(Equilibrium Melting Point)是半結晶聚合物或其他晶體物質的固态與液态達到熱力學平衡時的溫度。此時晶體厚度無限大(如伸直鍊晶體),表面效應可忽略不計,化學勢在固液兩相完全相等。
section*{關鍵特征}
- textbf{理想狀态參數}:要求晶體具備完美結構(如無限厚晶片或伸直鍊結構),實際材料難以直接測得,需通過外推法計算。
- textbf{與普通熔點區别}:普通熔點受晶體缺陷、尺寸等因素影響,而平衡熔點反映物質固有熱力學性質。
- textbf{測量方法}:常用Gibbs-Thomson方程,通過不同厚度折疊鍊晶體的熔點數據外推獲得。
section*{應用場景}
主要用于聚合物材料研究,如:
• 評估聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等材料的結晶行為
• 修正傳統熔點測試方法中的尺寸效應誤差
section*{典型計算公式}
對高分子材料,Gibbs-Thomson方程可表示為:
$$
T_m = T_m^0 left( 1 - frac{2sigma_e}{Delta h_f cdot L} right)
$$
其中:
- $T_m^0$為平衡熔點
- $L$為晶體厚度
- $sigma_e$為表面能
- $Delta h_f$為單位體積熔化焓
該公式說明晶體越薄,實測熔點越低,當$L→∞$時$T_m$趨近于平衡熔點。
分類
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