質問: 融解について 水以外の物質は状態図において融解曲線が正の傾きをもってますよね?このとき圧力を増やしていけば、融点が上昇し融解しにくくなることはわかるんですがますが、この圧力増大に伴う融解のしにくくさを体積を絡めて定性的な説明ができず困ってます。よろしくおねがいします。
回答: 融解する時に体積が増えるとするならば、融解にともなって外部に対して仕事を行うことになりますので、その分だけ余分のエネルギーが必要になります。 その仕事量は、増えた体積と外部からの圧力の積に比例します。 したがって、増える体積が同じだとすれば、圧力が高いほど外部に対して行う仕事が多くなりますので、融解に必要なエネルギーが大きくなります。 結果的に、高圧の方が融解が困難になります。 ただ、上の議論は少々ごまかしています。つまり、高圧での融点の上昇が説明できていません。おそらくは、融解に要するエネルギーが増えるということは、融解するときの内部エネルギーが大きいということになり、それがすなわち融解のときの温度(すなわち融点)が高くなるということにつながるのだと思います。この辺りの議論は少々あやしいですが。