Avainero fuusion ja kiinteytymisen välillä on se, että fuusio on kiinteän aineen muuntamista sen nestemäiseen muotoon. Mutta jähmettyminen tarkoittaa nesteen muuntamista kiinteäksi aineeksi.
Fuusio ja jähmettyminen ovat vastakkaisia prosesseja. Tuo on; fuusio on kiinteän aineen muuttamista nesteeksi, kun taas jähmettyminen muuttaa nesteen kiinteäksi aineeksi. Termille fuusio on kuitenkin monia muita määritelmiä fysiikassa ja kemiassa; yleensä se viittaa pienten hiukkasten yhdistämiseen suuremman hiukkasen muodostamiseksi, mutta termiin kiinteytymiseen verrattuna fuusio viittaa aineen faasisiirtymään, ei aineen yhdistelmään.
Mikä on fuusio?
Fuusio on prosessi, jossa kiinteä aine muunnetaan nesteeksi. Ja tämä faasimuutos tapahtuu kiinteän aineen sulamisen kautta. Prosessi on nimetty sellaiseksi, koska termi fuusiolämpö viittaa energiaan, jonka aine tarvitsee muuttuakseen nestefaasikseen sulamispisteessä. Sulamisen aikana aineen sisäinen energia kasvaa. Yleensä voimme helpottaa kiinteän aineen fuusiota tuottamalla lämpöä.
Tämän sulamisprosessin aikana ionien tai molekyylien tiukka pakkaus alkaa löystyä. Kiinteällä aineella on paremmin järjestynyt rakenne kuin nesteellä. Fuusion aikana siitä tulee vähemmän järjestynyt rakenne. Kun kiinteä aine sulaa, tilavuus kasvaa, koska nesteellä ei ole kiinteää tiivistystä kuten kiinteässä aineessa. Siksi tiheydellä on taipumus pienentyä. Mutta on myös joitain poikkeuksia; esimerkiksi jääkuutioiden sulaminen muodostaa vettä. Täällä jääpalojen tiheys on pienempi kuin veden (tiheys on kasvanut). Siksi jää kelluu veden päällä.
Kuva 01: Metallien fuusio korkean lämpöenergian käytön vuoksi
Puhtaiden kiteisten kiinteiden aineiden fuusio tapahtuu kiinteässä lämpötilassa. Ja tämä lämpötila tunnetaan kyseisen kiinteän aineen sulamispisteenä. Epäpuhtaan aineen fuusio tapahtuu eri lämpötilassa, ei sulamispisteessä. Lämpötila, jossa epäpuhdas aine alkaa sulaa, voi vaihdella läsnä olevien epäpuhtauksien tyypistä ja määrästä riippuen.
Mitä on kiinteytyminen?
Jääntyminen on nesteen muuntamista kiinteäksi aineeksi. Yleisin termi tälle prosessille on jäädyttäminen. Jäätyminen on nestemäisen tilan muuttumista kiinteäksi, kun lämpötila laskee nesteen jäätymispisteen alapuolelle. Toisin sanoen se on nesteen kiinteytymistä jäähtyessään. Useimmille aineille sulamispiste ja jäätymispiste ovat samat; kuitenkin on joitain poikkeuksia, kuten agar.
Kuva 02: Jään muodostuminen veden jähmettymisen seurauksena
Jäätyminen tapahtuu usein kiteytymisen muodossa. Tässä tasaisesta nesteestä muodostuu kiteitä. Lisäksi se on ensimmäisen asteen termodynaaminen faasisiirtymä. Se tarkoittaa; kunnes kiinteä aine ja neste esiintyvät rinnakkain, järjestelmän lämpötila pysyy sulamispisteessä. Jos tarkastellaan esimerkiksi vettä, nestemäisessä tilassa oleva vesi muuttuu jäätyessään kiinteäksi jääksi.
Mitä eroa on fuusiolla ja kiinteytymisellä?
Fuusio ja jähmettyminen ovat vastakkaisia prosesseja. Keskeinen ero fuusion ja kiinteytymisen välillä on, että fuusio on kiinteän aineen muuntaminen nestemäiseksi, kun taas jähmettyminen on nesteen muuntamista kiinteäksi aineeksi. Lisäksi fuusiossa tarvittava energia on nimeltään fuusiosydän, kun taas jähmettymiseen tarvittava energia on jähmettymislämpö.
Alla infografiassa on lisätietoja sulautumisen ja jähmettymisen välisestä erosta.
Yhteenveto – Fuusio vs kiinteytyminen
Fuusio ja jähmettyminen ovat vastakkaisia prosesseja. Keskeinen ero fuusion ja kiinteytymisen välillä on, että fuusio on prosessi, jossa kiinteä aine muuttuu nestemäiseksi, kun taas kiinteytys on prosessi, jossa neste muuttuu kiinteäksi.
