¿Bajo condiciones similares, se está derritiendo más rápido que la solidificación?

Question

No es la misma condición, sólo a condición similar.

Recuerdo leer acerca de una declaración en un libro de texto (por desgracia, no podía encontrar el origen de ahora), diciendo que el cambio de trastorno de estado a estado ordenado es siempre más rápido que de la otra manera, un ejemplo es la fusión es más rápido que la solidificación.

Así, supongamos que los dos copias idénticas de un sistema, tanto en condiciones idénticas: una fase de equilibrio en $(T, P)$ entre sólido y líquido (de una determinada sustancia).

• En Una copia de la temperatura del ambiente es mayor a $T + \delta$ (para la fusión se produce)
• En el ejemplar B de la temperatura del ambiente es la disminución de la a $T - \delta$ (de modo que la solidificación se produce).

Hacer ambos tienen la misma tasa de transición de fase (medido, por ejemplo, moles por minuto)? La termodinámica no decir la tasa de cambio.

Answer 1

La termodinámica no decir la tasa de cambio.

Eso es correcto. Como se dice a menudo en el contexto de la química cinética de la reacción: 'la termodinámica dice nada acerca de la cinética (velocidad)'.

En el caso de fusión y de solidificación, el Estándar de cambio de Energía Libre de Gibbs $\Delta G$ es el mismo para ambos procesos, que es:

$$\Delta G_{\mathrm{m}}=-\Delta G_{\mathrm{s}}$$

Pero esto no nos dice nada acerca de la tasa de fusión y solidificación.

Esto se evidencia empírica de un fenómeno llamado el sobreenfriamiento. Si una sustancia pura se enfría lentamente es muy fácil conseguir una temperatura muy por debajo del punto de fusión de la sustancia, sin ningún tipo de solidificación ocurre. Es muy fácil lograr el subenfriado estado con agua destilada o desionizada, por ejemplo. Así, durante el sobreenfriamiento la velocidad de solidificación es efectivamente cero.

No hay ningún equivalente (que yo sepa) de una sustancia sólida no de fusión cuando se calienta por encima de su punto de fusión.

Intuitivamente esto no es difícil de entender: la calefacción provoca que las moléculas (o átomos o iones que forman la red cristalina de aumentar su energía cinética, hasta que la energía suficiente para romper el entramado.

Pero el proceso inverso requiere de estas partículas para encontrar la posición correcta para 'dock' en la existente red.

Un conocido subenfriado 'líquido' es de vidrio: a temperatura ambiente es muy (casi infinitamente) líquido viscoso, sin ningún tipo de estructura cristalina (amorfo).

Answer 2

Como la termodinámica no puede responder a esta pregunta, debemos considerar la posibilidad de algo más.

En primer lugar, los cambios de temperatura en su post puede no suceder. Si el estado se encuentra entre los dos saturada puntos a cierto nivel de presión, la adición o eliminación de calor no va a cambiar la temperatura, pero va a cambiar la mezcla hacia la solidificación o welting dirección.

La tasa puede ser determinado por muchos factores. Así que tiene que ser en el contexto. Suponiendo que la calefacción de la frontera, el calor se transferirá a cierta velocidad. Sabemos que el agua líquida de la conductividad de calor es de aproximadamente 0,6 W/m-K y el hielo de la conductividad de calor es de aproximadamente 1.6. Así que la transferencia de calor es más rápida en el hielo, así que usted puede imaginar que el hielo se derrite más rápido. Sin embargo, este es sólo un factor. Podría haber muchos otros factores.