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一个没什么技术含量的问题，晶体为什么有固定的熔点？
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卫庆硕
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11楼2013-03-20 21:46:28
卫庆硕
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【答案】应助回帖
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updayday: 金币+1, 谢谢您的应助 2013-03-21 06:02:17
csuhhq: 金币+2 2013-03-21 10:49:00
updayday: 金币+1, 谢谢您的应助 2013-03-21 06:02:17
csuhhq: 金币+2 2013-03-21 10:49:00
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说得详细点吧： 在经典的平衡态热力学里，体系的稳定性由它的自由能来衡量。温度较低时，分子热运动的能量不足以冲破分子间作用力（Lennard-Jones 势阱）的束缚，分子倾向于紧密堆积在一起，堆积过程中为了尽可能多地填充空间而形成的有序结构（非各向同性）就是晶体。这种情况下，晶体的自由能低于熔体，晶体比熔体更稳定，所以体系以晶体的形式存在。 温度较高时，分子的动能足以摆脱分子间作用力的束缚而在整个体系中大范围作布朗运动，从统计的角度上来看，整个体系处于各向同性的状态（C∞ 对称），这就是熔体。这种情况下，熔体的自由能比晶体更低，所以体系以熔体的形式存在。 从低温到高温，体系从晶体的自由能较低转变到熔体的自由能较低，这意味着中间会有某个温度或者某一段温度是晶体的自由能与熔体的自由能相等的阶段，也就是固液共存的状态。但从晶体到熔体，体系的对称性发生显著改变，也就意味着两者的熵值有显著的不同，即ΔS ≠ 0。但对于一个体系而言，在同一个温度下不能有两个熵值，所以从晶体到熔体的过程，只能是在某一个温度点上（而不是某一段温度区间内），体系的熵值发生跳跃性改变（也就是说，自由能一阶导数在这一点上不连续）。这个温度就是熔点。 上面说的这些都是理想化的平衡态过程，实际的熔融过程还有晶格缺陷、晶粒尺寸、热传递等因素的影响，所以实际观察到的熔融过程都是一个熔程，在统计上把熔融行为最显著的温度定为熔点。 这些在热力学的教科书里都有的，耐心去翻翻就明白了。 |
12楼2013-03-20 23:13:23