Che cos'è il calore della fusione?
Il calore di fusione, chiamato anche entalpia di fusione, è la quantità di energia richiesta per trasformare una sostanza da solido a liquido. Una volta che un solido ha raggiunto la temperatura alla quale si scioglie, la sua temperatura non continua ad aumentare mentre si sta sciogliendo, anche se è esposto alla stessa fonte di calore. Mentre si sta sciogliendo, un solido continua ad assorbire energia dalla sua fonte di calore, il che consente il cambiamento molecolare necessario per la fusione.
Quando un solido viene riscaldato, la sua temperatura sale fino a raggiungere il suo punto di fusione. Una volta raggiunta questa temperatura, è necessario fornire energia aggiuntiva al solido per trasformarlo in un liquido. Il calore di fusione si riferisce all'energia necessaria una volta raggiunta la temperatura di fusione, ma non all'energia necessaria per riscaldare il solido fino al suo punto di fusione.
Il processo di trasformazione di un solido in un liquido implica molto più della semplice trasformazione di fase osservabile dall'occhio umano. A livello microscopico, le molecole in un solido si attraggono a vicenda, il che è ciò che consente loro di rimanere in una formazione relativamente stabile. Per fondere un solido, le molecole devono essere separate l'una dall'altra, il che significa che la sostanza deve ricevere energia aggiuntiva. L'energia fornita durante la fusione viene immagazzinata dalle molecole come energia potenziale, piuttosto che energia cinetica, poiché la temperatura costante durante la fusione significa che il movimento delle molecole non aumenta o diminuisce in questo momento.
Dopo che la sostanza è stata completamente trasformata in un liquido, la sua temperatura inizia nuovamente a salire. Lo fa fino al raggiungimento del punto di ebollizione, a quel punto la temperatura rimarrà costante mentre il liquido si trasforma in gas. Per questa trasformazione, la sostanza richiede di nuovo energia aggiuntiva, questa volta indicata come entalpia di vaporizzazione. La temperatura rimane sempre costante durante i cambiamenti tra gli stati della materia: solido, liquido e gas.
Il calore di fusione necessario per fondere un solido dipende in gran parte dalla forza del legame molecolare, quindi diverse sostanze richiedono diverse quantità di calore di fusione per trasformarsi in liquidi. La quantità di energia necessaria per sciogliere il piombo, ad esempio, è inferiore alla quantità richiesta per sciogliere il ghiaccio in acqua liquida. Questo perché il calore di fusione non tiene conto della temperatura necessaria per portare la sostanza al suo punto di fusione, ma viene misurata solo come la quantità di calore necessaria per trasformare la sostanza completamente in un liquido una volta che raggiunge il suo punto di fusione.