物質的三態變化與潛熱

潛熱 （Latent Heat）
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

潛熱是物質在相變化（固態 ↔ 液態 ↔ 氣態）過程中，溫度沒有變化的情況下，吸收或釋放的能量。這個名詞是由蘇格蘭物理學家約瑟夫•佈雷克（Joseph Black）於1750年左右從拉丁文的「latere」衍生而來，意即「隱藏」。目前潛熱這個名詞在很多書籍文章中稱為焓的變化（enthalpy transformation）。

對物質加熱，所增加的能量通常以動能的形式表現，巨觀上即溫度升高。當分子動能提高到某個程度，則增加 的能量用來破壞分子間的作用力，此時分子動能並不增加，而是提高了位能。因為巨觀上看不到位能變化，所以稱為潛熱。潛熱可分為熔化熱及汽化熱，當相變是由 固態轉為液態時，能量改變是吸熱性的，稱為熔化熱；當相變是由液態轉為氣態時，能量改變也是吸熱性的，稱為汽化熱；當相變是另一個方向的時候（氣態→液態 →固態），能量改變則為放熱性的。

蒸氣壓 (Vapor Pressure)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

蒸氣壓是指這種物質在氣相中的分壓，飽和蒸氣壓是蒸氣與非蒸氣在平衡狀態的壓力，這種平衡狀態是ㄧ種動態平衡，處於液態和固態的物質有汽化至氣態的趨勢；處於氣態的物質也有回到液態和固態的趨勢。

液體靠近表面的分子，動能較大的會逃脫而進入氣態，然而逃脫分子也可能會與液體上方的氣體分子相碰撞，而使得有些分子重返液體內。密閉容器中，由液體逃脫的 分子越來越多，這些逃脫的分子也會碰撞到液體表面而被捕捉，這就出現凝結現象。當汽化和凝結過程均以同一速率進行即平衡達成時，蒸氣中的分子數目將不會改 變，此時液體呈現的蒸氣壓稱為飽和蒸氣壓，溫度越高飽和蒸氣壓越大。

熔點與凝固點（Melting and Freezing Points ）
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

結晶的固體當溫度漸漸升高，直到發生熔化時的溫度稱為熔點，熔化時所增加的熱量用來破壞分子間的作用力(即改變位能)，而分子動能並不增加，此時溫度維持固定。若反過來對液體降溫，直到其凝固時的溫度稱為凝固點。

熔點的高低會受到壓力影響，其變化分為兩類：一類是當壓力升高則熔點降低，例如純水在一大氣壓時的熔點非常接近 $$0^\circ C$$，直接對低於 $$0^\circ C$$ 的冰塊加壓，則會使冰塊受壓而熔化，但這種因壓力變化而造成的熔點變化非常小，大約每升高 $$130$$ 個大氣壓降低 $$1$$ 攝氏度；另一類是當壓力升高則熔點升高，大部分物質具有此種特性。對於穿冰刀溜冰時摩擦力很小的原因，早期認為是因為冰刀接觸面積小，對冰的表面壓力大，造成冰面暫時的熔化，目前已了解是具有其他的表面作用。

露點 (Dew Point)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

露點或露點溫度是指在固定氣壓之下，空氣中所含的水蒸氣會凝結成水而從空氣中析出的溫度。露點高低受大氣壓與空氣中水蒸氣的飽和度影響。換句話說，空氣中水蒸氣的最高含量隨溫度降低而減小，當氣溫由高溫漸漸降低到低於這溫度時，過多的水蒸氣便會凝結成水，這些水如果凝結在固體上就成為露，如果飄浮在空中則稱為霧。

三相點(Triple Point)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

三相點是指一種物質在某一個溫度和壓力的數值時，可使其三相（氣相，液相，固相）同時存在。但三相共存不一定就是三相點，所以更嚴格的說是密閉系統中，ㄧ種物質三相可以互相達到平衡的唯一溫度及壓力。舉例來說，水的三相點在 $$0.0098^\circ C~(273.1598~K)$$ 及$$611.73~Pa$$（約 $$0.0060373057$$ 大氣壓）；而汞的三相點是在 $$-38.8344^\circ C$$ 及 $$0.2~MPa$$。