Wat is warmte van fusie?

Fusiewarmte, ook wel enthalpie van fusie genoemd, is de hoeveelheid energie die nodig is om een ​​stof van een vaste stof in een vloeistof te transformeren. Als een vaste stof eenmaal de temperatuur heeft bereikt waarop hij smelt, blijft zijn temperatuur niet stijgen terwijl hij smelt, zelfs niet als hij aan dezelfde warmtebron wordt blootgesteld. Terwijl het smelt, blijft een vaste stof energie uit zijn warmtebron absorberen, waardoor de voor het smelten benodigde moleculaire verandering optreedt.

Wanneer een vaste stof wordt verhit, stijgt de temperatuur totdat deze zijn smeltpunt bereikt. Zodra deze temperatuur is bereikt, moet extra energie aan de vaste stof worden geleverd om deze in een vloeistof te transformeren. De smeltwarmte verwijst naar de energie die nodig is zodra de smelttemperatuur is bereikt, maar niet de energie die nodig is om de vaste stof tot zijn smeltpunt te verwarmen.

Het proces van het transformeren van een vaste stof in een vloeistof omvat meer dan alleen de fasetransformatie die waarneembaar is voor het menselijk oog. Op microscopisch niveau trekken de moleculen in een vaste stof elkaar aan, waardoor ze in een relatief stabiele formatie kunnen blijven. Om een ​​vaste stof te smelten, moeten de moleculen van elkaar worden gescheiden, wat betekent dat de stof extra energie moet ontvangen. De tijdens het smelten geleverde energie wordt door de moleculen opgeslagen als potentiële energie, in plaats van kinetische energie, omdat de constante temperatuur tijdens het smelten betekent dat de beweging van de moleculen op dit moment niet toeneemt of afneemt.

Nadat de substantie volledig in een vloeistof is omgezet, begint de temperatuur opnieuw te stijgen. Dit gebeurt totdat het kookpunt is bereikt, waarna de temperatuur weer constant blijft terwijl de vloeistof in een gas verandert. Voor deze transformatie heeft de stof opnieuw extra energie nodig - deze keer aangeduid als verdampingsenthalpie. De temperatuur blijft altijd constant tijdens veranderingen tussen de toestanden van materie: vast, vloeibaar en gas.

De smeltwarmte die nodig is om een ​​vaste stof te smelten, hangt grotendeels af van de sterkte van de moleculaire binding, dus verschillende stoffen hebben verschillende hoeveelheden smeltwarmte nodig om in vloeistoffen te transformeren. De hoeveelheid energie die nodig is om bijvoorbeeld lood te smelten, is minder dan de hoeveelheid die nodig is om ijs in vloeibaar water te smelten. Dit komt omdat de smeltwarmte geen rekening houdt met de temperatuur die nodig is om de stof naar zijn smeltpunt te brengen, maar wordt alleen gemeten als de hoeveelheid warmte die nodig is om de stof volledig in een vloeistof te transformeren zodra het zijn smeltpunt bereikt.