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Die Druckabhängigkeit des Schmelzpunkts

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Bei den meisten Stoffen erhöht sich unter Druck die Schmelztemperatur. Die Ursache dafür ist, dass durch Druckausübung die Bildung der flüssigen Phase, deren Dichte geringer ist als die der festen Phase, verhindert wird. Eine der Ausnahmen ist Wasser, dessen flüssige Phase dichter ist als Eis: Druckerhöhung begünstigt hier den Schmelzvorgang, daher sinkt die Erstarrungstemperatur.

Dieses Verhalten können wir wie folgt erklären: Die Druckabhängigkeit des chemischen Potenzials ist nach Gl. (3-53) durch

(4-3)

gegeben; die Steigung der Funktion μ(T) ist folglich proportional zum molaren Volumen des betreffenden Stoffs. Da Vm > 0 ist, nimmt das chemische Potenzial jeder Substanz mit steigendem Druck zu. In den meisten Fällen gilt außerdem Vm(l) > Vm(s), sodass nach Gl. (4-2) das chemische Potenzial der flüssigen Phase bei steigendem Druck stärker zunimmt als das der festen Phase. Die Folge ist, wie wir in Abb. 4-13a sehen, dass die Schmelztemperatur etwas ansteigt. Für Wasser gilt dagegen Vm(l) < Vm(s); ein Druckanstieg bewirkt hier für die feste Phase eine stärkere Zunahme des chemischen Potenzials als für die flüssige Phase. Dadurch sinkt die Schmelztemperatur ein wenig (Abb. 4-13b).

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