Teplota topenia
Teplota topenia alebo teplota tavenia je teplota, pri ktorej látka mení skupenstvo z tuhého na kvapalné. Kryštalická látka, ktorá sa skladá z jediného prvku, alebo jedinej zlúčeniny má svoju charakteristickú teplotu topenia. Celá premena z tuhej látky na kvapalnú prebehne pri konštantnej teplote. Niekedy sa označuje i ako teplota tuhnutia, čo je teplota zmeny skupenstva v opačnom smere: z kvapalného na tuhé skupenstvo. Mnohé látky majú teplotu topenia a tuhnutia rovnakú, pri niektorých sa však vyskytuje rozdiel, ktorý sa nazýva hysterézou.
Kryštalické látky z viacerých fáz (zliatina) alebo amorfné látky (sklo, keramické látky, termoplasty, tuky) nemajú určitú teplotu topenia, mäknú a menia sa na kvapalinu v rozmedzí určitých teplôt tzv. intervale tavenia.
Teplota topenia mierne závisí od tlaku, menej ako teplota varu. Chemickým prvkom s najvyššou teplotou topenia je volfrám – 3 410 °C. Naproti tomu hélium existuje v tuhom skupenstve iba pri teplotách blízkych absolútnej nule a tlaku 20-krát vyššom ako je atmosférický tlak.
Teplota tavenia zliatin
Pri zliatinách je teplota (interval teplôt) tavenia závislá od zloženia zliatiny. Pri zliatinách dvoch v sebe úplne rozpustných zložiek plynulo prechádza od teploty tavenia jednej k teplote tavenia druhej. Pri zliatinách s čiastočnou rozpustnosťou, alebo s úplnou nerozpustnosťou, ktoré tvoria eutektikum je vo väčšine prípadov táto teplota pre akékoľvek zloženie nižšia ako teplota tavenia čistých zložiek z ktorých je zliatina zložená. Minimum sa dosiahne práve pri eutektickom zložení, pri ktorom sa zároveň interval teplôt zúži na jednu teplotu tzv. eutektický bod. Napríklad pre zliatinu železa s uhlíkom platí:
- teplota tavenia čistého železa – 1 539 °C
- interval teplôt tavenia zliatiny s 0,4 % uhlíka – 1 460 °C až 1 502 °C
- teplota tavenia zliatiny so 4,3 % uhlíka (eutektikum) – 1 147 °C
- interval teplôt tavenia zliatiny s 6,67 % uhlíka (cementit) – 1 147 °C až 1 800 °C
Význam
Teplota tavenia má význam pre mnohé technické oblasti, napríklad: odlievanie, zváranie alebo pokovovanie. V minulosti slúžila teplota topenia ľadu (tuhnutia vody) ako jedna z referenčných hodnôt pre stanovenie teplotných stupníc: Celziovej – 0 °C, upravenej Fahrenheitovej – 32 °F a Réaumurovej – 0°R.
Príklady teplôt topenia
Tabuľka uvádza teploty topenia vybraných látok v °C a kelvinoch (pri normálnom tlaku).
| Látka | tt [°C] | tt [K] |
|---|---|---|
| Vodík | -259,2 | 14 |
| Etanol | -115 | 158 |
| Ortuť | -38,36 | 234,79 |
| Voda (ľad) | 0 | 273,15 |
| Benzén | 5,5 | 279,7 |
| Cín | 232 | 505 |
| Hliník | 658 | 931 |
| Železo | 1 539 | 1 808 |
| Platina | 1 774 | 2 047 |
| Wolfrám | 3 350 | 3 623 |
| Uhlík | 3 550 | 3 823 |
| Oceľ | 1 350 – 1 400 | 1 623 – 1 673 |
| Meď | 1 083 | 1 356 |
| Olovo | 327 | 600 |
| Rénium | 3 150 | 3 423 |
| Osmium | 2 700 | 2 973 |
| Porcelán | 1 680 | 1 953 |
| Maslo | 32 | 305 |
| Vosk | 38 – 56 | 311 – 329 |
| Vzduch | -213 | 60 |
