融解と凝固の違い

融合と固化の決定的な違いは、融合は固体が液体になることだが、固化は液体が固体になる過程である...ということだ。

融合と固化の大きな違いは、融合は固体が液体になることであるが、固化は液体が固体になることである。

溶融と凝固は、互いに相反するプロセスである。つまり、固体が液体に変化することを「融合」、液体が固体に変化することを「凝固」という。しかし、物理学や化学における融合という言葉の定義は他にもたくさんある。一般的には、小さな粒子が組み合わさって大きな粒子になることを指すが、凝固という言葉とは対照的に、融合は物質の組み合わせというよりも、物質の相変化を指す言葉である。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 融合とは 3. 凝固とは 4. 横並び比較 - 融合と凝固を表形式で 5. まとめ

融解は何ですか？

融合とは、固体が液体になることである。この相変化は、固体が溶けることによって起こります。このプロセスは、融解熱という物質が融点で液体状態になるのに必要なエネルギー量であることから、このような名前がつけられている。融解の過程では、物質の内部エネルギーが増加する。通常、熱を与えることで固体の融解を促進させることができます。

この溶融の過程で、イオンや分子の密なパッキングが緩み始める。固体物質は、液体よりも秩序だった構造を持っています。融合の過程では、秩序がない構造になる。固体が溶けると体積が増えるのは、液体が固体ほどきつく溜め込まないからです。その結果、密度が低下する傾向にある。例外もある。例えば、水から溶ける氷のようなものだ。ここで、氷は水よりも密度が低くなっている（密度が大きくなっている）。その結果、氷は水面に浮いている。

図01：高熱エネルギー印加による金属溶融の様子

純粋な結晶性固体の場合、融解は一定の温度で起こる。この温度は、特定の固体の融点として知られている。不純物の多い物質の融解は、融点とは異なる温度で起こる。不純物が溶け始める温度は、不純物の種類や量によって異なることがあります。

ソリディフィケーションは何ですか？

固化とは、液体が固体になることである。一般的には冷凍保存と呼ばれることが多い。凍結とは、液体の凝固点以下の温度で、液体状態が固体状態に変化することである。つまり、液体が冷えて固まることである。ほとんどの物質で融点と凝固点は同じだが、寒天のような例外もある。

02 氷の生成：図

凍結は通常、結晶化という形で起こります。ここでは、均質な液体から結晶を形成する。さらに、一次の熱力学的な相転移である。つまり、固体と液体が共存するまでは、系の温度は融点に留まるのである。例えば、水を考えてみると、液体の水は凍ると固体の氷になる。