錫は凝固するとき、なんで温度が上がるの？

質問

この間、熱電対による温度測定の実験をした。錫は対象だった。グラフをかくと、錫が溶解の状態から、凝固するとき、温度は微妙に上がったことがわかった。
凝固する時、温度はどんどん下げるはずなんだが、なんで、途中上がって、一定になって、また下がるか？

回答No.5

jamf0421

No4です。補足します。
>>途中上がって、一定になって、また下がるか？
とのご質問に対して単に
>先端から今度はずっと勾配の緩い右下がりの直線が続きます。
という言い方は少し不親切ですね。凝固はなんらかの核発生が必要で、きれいな均一の液だと、まず過冷却になります。そのあとなんらかの契機で凝固が始まり、それにともなう発熱で温度があがります。それから一定の部分は液体から固体への相転移が進んでいる状態です。全部固体になると右肩下がりの勾配の緩い温度降下になります。

回答No.4

jamf0421

物質を液体から固体にゆっくり凝固させる実験において、丁度融点では凝固しなくて、一旦系が過冷却になるのは普通のことです。

即ち、横軸に時間をとり、縦軸に系の温度をとると、初めは液体の温度は直線的に下がります。しかし凝固点を過ぎても凝固できず過冷却になります。それから凝固が起こります。グラフとしては、ひらがなの”し”の字を左に少し傾けた形になり、温度は一旦過冷却になり、それからやや上昇します。（ここですでに回答者さん達が書いておられるように凝固の潜熱が放出されています。）それに続いて”し”の先端から今度はずっと勾配の緩い右下がりの直線が続きます。この線は固体の放冷に対応します。
融点は、固体の放熱の直線を”し”の字へ外挿し、”し”の長いほうの線にぶつかった温度をとります。

お礼

なるほど。過冷却ですか。
はい。わかりました。
返事ありがとうございます。

回答No.3

ORUKA1951

良いことに気がつきましたね。
でも、これってすべての物質に当てはまる現象ですね。
たとえば、冷蔵庫で過冷却になった水は衝撃を与えると凍り始めますが-7℃くらいまで冷えていた水が一気に0℃まで上昇します。
　化学で言うと「状態変化」ですね。気体の水(水蒸気)が液体になるときは、熱を放出する。逆に液体から気体になるときは熱を加える。液体と固体の相変化も同じでしたよね。
　液体より固体のほうが内部エネルギーが低いので、液体が凝固するときは熱を放出（＝外部から見ると冷却）する必要があります。
　「凝固するときは温度は下がるはず」は間違いです。「凝固するときは熱を放出する」です。だって冷やさ(熱を奪わ)ないと凝固しないでしょ！！
　「使い捨てないカイロ」はそれを利用したものですね。（厳密には過飽和というべきかも）
http://g3400.nep.chubu.ac.jp/onsenkids/craft/y-heatpack/heat-pack.html
http://monodeco.jugem.jp/?eid=92#sequel

回答No.2

debukuro

自分で実験をやったの
あるいは学校でやったの
物質が今の状態よりも低いエネルギー状態に移るためにはどのようなエネルギー移動が起こるかを考えてください
液体よりも固体の方がエネルギー順位（大小とでも言いますか）が低いのです
エネルギーを捨てないと固体になれない

回答No.1

hanzo2000

「凝固熱」を発しただけなのではないでしょうか。

http://kids.gakken.co.jp/jiten/2/20018860.html