二、 请用热力学原理，说明金属固体熔化为液体不需过热，而从液体结晶为固体时，必须过冷

Question

这个过热不知指热处理啊

Answer 1

过热指的是固体熔化的温度比熔点高。过冷是指凝固时的温度要比熔点低。
我们感官上认为金属达到熔点就会熔点，低于熔点就会凝固。但其实，前者是对的，当温度到达熔点时，分子不断吸收能量，就脱离固体变成液体了。这个过程只要温度在熔点就能发生，不需要温度超过熔点。当然超过熔点温度差大了，熔化更快。
但是凝固时，温度到达熔点，此时金属原子都是处于原先的液体状态，这时候的能量也是够物品熔化成液体的，液体是此刻温度下原子存在比较稳定的状态，固体不会自发的结晶的。只有当温度更低，低于熔点后，有晶核产生才能凝固。

额。。。这个表述的看着有点晕了。反正就是说，熔化只要到熔点就可以了，不需要更高的温度也可以融化成液体；凝固时温度到熔点还不够，必须要低于这个温度追问

你总结的那句和我的提问一模一样啊，呵呵，不过还是很谢谢。您说的我都知道，我问的是从热力学动力学原因哦。目前我知道的，需要过冷度是可以用动力学熵判据推导的，但过热可不可以解释为在熔点时，系统的界面能降低，自由能也降低。。。近儿是个自发的行为。所以不需要过热。然过冷是自由能升高的行为。您也给看看是不是这个意思（您是学什么的)

Answer 2

现在分析当液相向固相转变时，单位体积自由能的变化△Gv=Gs-GL，由公式：△G=△H-T△S可知：
△Gv=Hs-TSs-（HL-TSL）=Hs-HL-T（Ss-SL）=-(HL-Hs）-T△S
式中：HL-Hs=△Hf为熔化潜热，且△Hf＞0因此：
△Gv=-△Hf-T△S 结晶温度T=Tm时，△Gv=0，即△Hf=-Tm△S，此时：△S=-△Hf/Tm
结晶温度T＜Tm时，由于△S的变化很小，可视为常数。将上式的△S带入△G=-△Hf-T△S得：
△Gv=-△Hf+T△Hf/Tm=-△Hf（Tm-T）/Tm=-△Hf△T/Tm
可见，只有△T＞0时才能满足结晶所需的热力学条件。过冷度越大自由能差越大，结晶速度越快。

希望对楼主能有帮助，如果觉得采纳请帮我点下分哈，呵呵谢谢了!

参考资料：金属学及热处理

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