Енталпия на топене / топене
Също: Топлина на топене, Енталпия на стапяне, латентна топлина на топене
Енталпията на топене е количеството енергия, което дадено вещество трябва да поеме, за да премине при точката на топене от твърдо в течно агрегатно състояние, без да променя температурата си.
Енталпията на топене (наричана още топлина на топене или латентна топлина на топене) описва енергията, която трябва да се подаде на дадено вещество, за да премине то при постоянно налягане и постоянна температура — а именно при точката на топене — изцяло от твърдо в течно състояние. Тази енергия не променя температурата, а разкъсва връзките в кристалната решетка на твърдото тяло. Процесът е ендотермен; при втвърдяване същата енергия се освобождава отново като енталпия на кристализация.
Физична основа
При нагряване на метал температурата първоначално се покачва линейно. При точката на топене тя остава постоянна въпреки по-нататъшното подаване на топлина, докато цялото вещество не се разтопи — едва тогава температурата на стопилката продължава да се покачва. Подадената енергия се влага в преодоляването на междумолекулните връзки.
Специфичната енталпия на топене $\Delta H_\text{fus}$ се получава от:
Q = m · ΔH_fus
където Q е нужното количество топлина (в J), m е масата (в kg), а ΔH_fus е специфичната енталпия на топене (в kJ/kg) на съответния материал.
Енталпии на топене на важни благородни метали в сравнение
| Метал | Точка на топене | Енталпия на топене (kJ/mol) | Енталпия на топене (kJ/kg) |
|---|---|---|---|
| Злато | 1064 °C | 12,55 | 63,7 |
| Сребро | 961 °C | 11,28 | 104,6 |
| Платина | 1768 °C | 22,17 | 113,6 |
| Паладий | 1555 °C | 16,74 | 157,3 |
| Мед | 1085 °C | 13,05 | 205,4 |
Платината и паладият имат както на мол, така и на килограм значително по-високи енталпии на топене от златото, което обяснява повишения енергиен разход при преработката им в рафинерията.
Значение за преработката на благородни метали и стойността при претопяване
За изкупуване, рециклиране и афинаж на старо злато, златен скрап или зъбно злато енталпията на топене играе практическа роля: стойността при претопяване на един предмет описва чистата материална стойност спрямо актуалната цена на златото или цена на среброто — независимо от формата или сеченето. Рафинериите и предприятията за рециклиране трябва да калкулират влагания топлинен енергиен разход при претопяването, който зависи пряко от енталпията на топене на легиращата смес.
Пробата на една сплав също влияе върху ефективната ѝ енталпия на топене: сплави като 585 злато (14 карата) се топят в температурен диапазон (солидус до ликвидус), а не при определена точка като чистия метал чисто злато (999).
Накратко
Енталпията на топене е ключова величина във физиката на благородните метали: тя определя енергийната нужда при претопяване, обяснява платото в кривата на нагряване и е основа за калкулатора за стойност при претопяване. По-висока енталпия на топене означава повече енергиен разход на килограм — с пряко влияние върху разходите за преработка при рафиниране и рециклиране.